The present study addresses the numerical simulation of the stress-strain behavior of synthetic multifilaments subjected to creep, fatigue cycles, and rupture. Understanding the mechanical properties of these materials is essential for various industrial applications, including technical textiles, ropes, cables, and composite materials. In this study, advanced simulation methods are employed using concepts from continuum mechanics and solid mechanics, coupled with a hyperelastic model. The simulated materials are high modulus polyester and polyethylene fibers for use in multifilament structures. Experimental tests were conducted to validate the simulation, and the simulation results were compared to the reference data to assess the quality of the numerical simulation. As a result, the numerical modeling shows capable of representing the constitutive behavior under creep, fatigue, and rupture solicitations. There was a certain difficulty in representing the behavior when many inelastic components were present in the fibers. Additionally, changes in curvature and concavity pose challenges that could potentially be addressed by other energy models integrated into the proposed code. These findings have significant implications in engineering sectors.

Todos os estudos de engenharia recorrem a bases matemáticas para sua realização, sejam elas da probabilidade, da estatística, do cálculo diferencial e integral, da álgebra vetorial, etc. Fato é que a abordagem matemática é parte crucial do desenvolvimento. Nos estudos que lidam com dados discretos, é evidente a necessidade de parametrizações que demonstrem o comportamento de tal conjunto de dados, tornando o ajuste de curva imprescindível. Nesse sentido, destaca-se o contexto amplo do trabalho, que pretende escrever um código em Octave para parametrização de dados discretos. A metodologia implementada é o Método dos Mínimos Quadrados (MMQ), bem como a sua avaliação quantitativa de qualidade feita através do coeficiente de correlação ( ). Além disso, recursos matemáticos de linearização de modelos são utilizados para posterior adequação no MMQ. Como resultado, obtém-se um código em Octave que realiza a parametrização para os modelos: linear, de potência, exponencial, recíproca e Michaelis-Menten. O código é verificado com diferentes resultados da literatura. Como conclusão, observa-se a facilidade do script em Octave, que não apenas permite a parametrização e ajuste de curva para conjuntos de dados, mas também fornece base para inserção de demais modelos dentro do script. Além disso, o código desenvolvido conduz a novas proposições, como programas que façam algo de forma similar para 3D, ou mesmo programas que realizem cálculos de forma automatizada.

This paper presents the validation of computational model for the numerical simulating of the 3-roll calendering process. For this, a case study was carried out, considering a rolled I-form S235 steel profile subjected to vertical loads imposed by the calender rolls. Residual stress results obtained numerically were compared with experimental results found in the literature. The computational model was developed in ANSYS® software, which relies on the Finite Element Method (FEM), considering four different types of three-dimensional finite elements: SOLID185, SOLID186, SOLID187, and SOLID285. The results indicated that the computational model with SOLID186 presented stable mesh convergence, obtaining a discrepancy of -1.61% when compared to the experimental results, thus validating the proposed computational model.

Os sistemas de amarração feitos de cordas de fibra sintética e, em particular, os de poliéster, ganharam destaque nas últimas décadas. Porém o comportamento mecânico de tais fibras tem suas complexidades para simulação em virtude da viscoelasticidade e das não linearidades material e geométrica. Simulações numéricas do comportamento mecânico do material utilizado em sistema de ancoragem são realizadas com base na teoria viscoelástica e, para isso, são utilizados dados experimentais para a calibração do modelo. A abordagem matemática viscoelástica da simulação numérica depende da função energia de deformação que, para multifilamentos de materiais poliméricos, possuem características como viscoelasticidade e incompressibilidade. O objetivo desse trabalho é estudar diferentes modelos de energia de deformação aplicados à simulação numérica do poliéster, material utilizado em ancoragens offshore. Como resultados, obtém-se uma comparação quantitativa entre os modelos no que diz respeito à qualidade dos ajustes matemáticos.

The present work numerically investigates the mechanical behavior of six 6061-T6 aluminum profiles during roll bending, considering, in two specific cases, the application of the process in different bending directions (vertical and horizontal), totaling eight cases analyzed, with emphasis on the influence of multiple bending radii. Notably, two of the profiles are characterized by high geometric complexity, making their analysis particularly relevant within the scope of this study. Using the finite element method in ANSYS^® (version 2022 R2) (SOLID187 element), the study expands the previously validated model to a broader range of geometries and includes an additional validation and verification stage. The results reveal: (i) an inverse relationship between bending radius and von Mises stress, with critical values close to the material’s strength limit at smaller radii; (ii) characteristic displacement patterns for each profile, quantified through specific curve fittings; and (iii) a systematic comparison among the six profiles, highlighting stress concentrations and deformations differentiated by geometry. The simulations provide criteria for predicting forming defects and optimizing process parameters, expanding the database for industrial designs with multiple extruded profiles.