ISO 20504-2006 Fine ceramics (advanced ceramics advanced technical ceramics) - Test method for compressive behaviour of continuous fibre-reinforced composites a.pdf

1、 ISO 2006 Cramiques techniques Mthode dessai de rsistance la compression des composites renforcs de fibres continues temprature ambiante Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) Test method for compressive behaviour of continuous fibre-reinforced composites at room temperature

2、NORME INTERNATIONALE ISO 20504 Premire dition 2006-01-15 Numro de rfrence ISO 20504:2006(F) ISO 20504:2006(F)ii ISO 2006 Tous droits rservs DOCUMENT PROTG PAR COPYRIGHT ISO 2006, Publi en Suisse Droits de reproduction rservs. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut tre

3、reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie, laffichage sur linternet ou sur un Intranet, sans autorisation crite pralable. Les demandes dautorisation peuvent tre adresses lISO ladresse ci-aprs ou au comit membre de lISO d

4、ans le pays du demandeur. ISO copyright office Ch. de Blandonnet 8 CP 401 CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland Tel. +41 22 749 01 11 Fax +41 22 749 09 47 copyrightiso.org www.iso.org ISO 20504:2006(F)Avant-propos iv 1 Domaine dapplication . 1 2 Rfrences normatives . 1 3 Termes et dfinitions . 1 4 Pr

5、incipe 3 5 Appareillage 4 5.1 Machine dessai . 4 5.2 Systme de mise en charge . 4 5.3 Mesurage de la dformation 4 5.3.1 Gnralits 4 5.3.2 Jauges de dformation 4 5.3.3 Extensomtrie 5 5.4 Systme denregistrement des donnes 5 5.5 Dispositifs de mesurage des dimensions . 5 6 prouvettes 5 6.1 Gnralits 5 6.

6、2 Compression entre plateaux . 6 6.3 prouvettes utilises avec des mors 7 7 Prparation des prouvettes 10 7.1 Usinage et prparation 10 7.2 Nombre dprouvettes .10 8 Mode opratoire dessai.10 8.1 Mode et vitesse dessai 10 8.2 Mesurage des dimensions des prouvettes . 11 8.3 Flambage .11 8.4 Technique de l

7、essai .11 8.4.1 Montage de lprouvette .11 8.4.2 Extensomtres 11 8.4.3 Mesurages .12 8.5 Validit de lessai 12 9 Calcul des rsultats .12 9.1 Origine de lprouvette .12 9.2 Rsistance la compression .12 9.3 Dformation la force maximale de compression 13 9.4 Coefficient de proportionnalit ou module pseudo

8、-lastique, module lastique 13 9.5 Contrainte de flambage . 14 9.6 Arrondissement des rsultats .14 9.7 Moyenne et cart-type .14 10 Rapport dessai 15 Annexe A (informative) Reprsentation du module lastique .16 Annexe B (normative) Vrification de lalignement 18 Annexe C (normative) Limites de la force

9、de compression pour assurer une vraie rupture en compression .20 ISO 2006 Tous droits rservs iii Sommaire Page ISO 20504:2006(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des

10、 Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux t

11、ravaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les procdures utilises pour laborer le prsent document et celles destines sa mise jour sont dcrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en pa

12、rticulier de prendre note des diffrents critres dapprobation requis pour les diffrents types de documents ISO. Le prsent document a t rdig conformment aux rgles de rdaction donnes dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www. iso.org/directives). Lattention est appele sur le fait que certains des

13、 lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. Les dtails concernant les rfrences aux droits de proprit intellectuel

14、le ou autres droits analogues identifis lors de llaboration du document sont indiqus dans lIntroduction et/ou dans la liste des dclarations de brevets reues par lISO (voir www.iso.org/brevets). Les appellations commerciales ventuellement mentionnes dans le prsent document sont donnes pour informatio

15、n, par souci de commodit, lintention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement. Pour une explication de la signification des termes et expressions spcifiques de lISO lis lvaluation de la conformit, ou pour toute information au sujet de ladhsion de lISO aux principes de lOMC concernan

16、t les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos Informations supplmentaires. LISO 20504 a t labore par le comit technique ISO/TC 206, Cramiques techniques.iv ISO 2006 Tous droits rservs NORME INTERNATIONALE ISO 20504:2006(F) Cramiques techniques Mthode dessai de rsis

17、tance la compression des composites renforcs de fibres continues temprature ambiante 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale dcrit des mthodes permettant de dterminer les caractristiques en compression des matriaux composites matrice cramique avec renfort de fibres continues tempratur

18、e ambiante. La prsente Norme internationale sapplique tous les composites matrice cramique avec renfort de fibres continues, unidirectionnel (1D), bidirectionnel (2D), et tridirectionnel (xD, avec 2 x 3), sollicits suivant un axe principal de renfort. Elle peut galement sappliquer aux composites mat

19、rice de carbone avec renfort de fibres de carbone (galement connus en tant que carbone/carbone ou C/C). Deux cas de compression sont distingus: la compression entre plateaux et la compression entre mors. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables lapplication du prse

20、nt document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 7500-1, Matriaux mtalliques Vrification des machines pour essais statiques uniaxiaux Partie 1: Machines dessai

21、 de traction/compression Vrification et talonnage du systme de mesure de force ISO 3611, Spcification gomtrique des produits (GPS) quipement de mesurage dimensionnel: Micromtres dextrieur Caractristiques de conception et caractristiques mtrologiques ISO 9513, Matriaux mtalliques talonnage des chanes

22、 extensomtriques utilises lors dessais uniaxiaux ISO 14126, Composites plastiques renforcs de fibres Dtermination des caractristiques en compression dans le plan ASTM E1012, Standard Practice for Verification of Test Frame and Specimen Alignment Under Tensile and Compressive Axial Force Application

23、3 Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 section de jauge partie de lprouvette o la section transversale est la plus faible et est uniforme 3.2 longueur de la section de jauge l longueur de la section de jauge 3.3 longueur de jaug

24、e initiale L o distance initiale entre les points de rfrence dans la section de jauge ISO 2006 Tous droits rservs 1 ISO 20504:2006(F) 3.4 longueur de jauge finale L f distance finale entre les points de rfrence dans la section de jauge la fin de lessai 3.5 aire initiale de la section A o aire initia

25、le de la section transversale de la section de jauge 3.6 accourcissement L diminution de la longueur de jauge initiale due lapplication dune force de compression uniaxiale Note 1 larticle: Il convient de dsigner par L c,mla dformation longitudinale correspondant la force maximale. 3.7 dformation en

26、compression modification relative de la longueur de jauge dfinie comme le rapport L/Lo Note 1 larticle: Il convient de dsigner par c,mla dformation en compression correspondant la force maximale. 3.8 force de compression F c force de compression uniaxiale applique une prouvette 3.9 force maximale de

27、 compression F c,m force de compression uniaxiale la plus leve applique une prouvette lors dun essai de compression ralis jusqu rupture 3.10 contrainte de compression force de compression supporte par lprouvette tout moment au cours de lessai, divise par laire initiale de la section, telle que = F c

28、 /A o 3.11 rsistance la compression S c,m contrainte de compression la plus leve applique une prouvette lors dun essai de compression ralis jusqu rupture 3.12 coefficient de proportionnalit ou module pseudo-lastique E p pente de la partie linaire de la courbe contrainte-dformation, si elle existe No

29、te 1 larticle: Lexamen des courbes contrainte-dformation des composites matrice cramique conduit dfinir les cas suivants: Matriau prsentant une zone linaire dans la courbe contrainte-dformation.2 ISO 2006 Tous droits rservs ISO 20504:2006(F) Pour les matriaux composites matrice cramique dont le comp

30、ortement mcanique est caractris par une zone linaire, le coefficient de proportionnalit E pest dfini par: E (1) o ( 1 , 1 ) et ( 2 , 2 ) caractrisent les points proches de la limite infrieure et de la limite suprieure de la partie linaire de la courbe contrainte-dformation (voir Figures A.1 et A.2).

31、 Matriau prsentant une courbe contrainte-dformation non linaire. Dans ce cas, seuls des couples contrainte-dformation peuvent tre dtermins des contraintes spcifies ou des dformations spcifies. 3.13 module lastique E coefficient de proportionnalit ou module pseudo-lastique, dans le cas particulier o

32、la linarit est trs proche de lorigine VOIR: Figure A.2. 3.14 dformation axiale dformation longitudinale moyenne mesure la surface de lprouvette en des points spcifis VOIR: Annexe B. 3.15 dformation en flexion diffrence entre les dformations longitudinales une position longitudinale donne sur les fac

33、es opposes de lprouvette VOIR: Annexe B. 3.16 force de flambage force critique applique axialement partir de laquelle lprouvette adopte une forme incurve 3.17 contrainte de flambage critique contrainte critique en compression axiale partir de laquelle lprouvette adopte une forme incurve 4 Principe U

34、ne prouvette de dimensions spcifies est soumise une charge de compression. Lessai de compression est gnralement ralis une vitesse constante de dplacement de la traverse de la machine dessai ou une vitesse constante de dformation. NOTE Un essai vitesse constante dapplication de la force nest autoris

35、que dans le cas o le comportement contrainte-dformation est linaire jusqu la rupture. Pour les essais o le chargement est pilot par le dplacement de la traverse, une vitesse constante est recommande lorsque lessai est men jusqu la rupture. La force et la dformation longitudinale sont mesures et enre

36、gistres simultanment. ISO 2006 Tous droits rservs 3 ISO 20504:2006(F) 5 Appareillage 5.1 Machine dessai La machine doit tre quipe dun systme de mesure de la force applique lprouvette qui doit tre de classe 1 ou mieux, conformment lISO 7500-1. 5.2 Systme de mise en charge Le systme de mise en charge

37、est compos de traverses mobile et fixe, de tiges de mise en charge et de mors ou de plateaux. Des raccords peuvent galement tre utiliss entre les mors ou les plateaux et les tiges de mise en charge. Le systme de mise en charge doit aligner laxe de lprouvette avec la direction dapplication de la forc

38、e, sans provoquer des efforts de flexion ou de torsion dans lprouvette. Le dfaut dalignement de lprouvette doit tre vrifi et document conformment la procdure dcrite lAnnexe B. Le pourcentage maximum de flexion ne doit pas dpasser 5 % pour une dformation axiale moyenne de 500 10 6 . Deux modes dappli

39、cation de la force sont possibles: a) des plateaux de compression sont fixs sur la cellule de force et sur la traverse mobile. Le paralllisme entre ces plateaux doit tre suprieur 0,01 mm, dans la zone de mise en charge et les plateaux doivent tre perpendiculaires la direction dapplication de la forc

40、e. NOTE 1 Lutilisation de plateaux nest pas recommande pour les matriaux 1D et 2D de faible paisseur cause du flambage. NOTE 2 Pour les essais de matriaux qui ne sont pas macroscopiquement homognes, il est possible dutiliser une interface souple (compose uniquement de papier ou de carton) entre lpro

41、uvette et les plateaux pour assurer une pression de contact rgulire. Lorsque les dimensions de lprouvette sont telles que le flambage de lprouvette peut se produire, il est recommand dutiliser des dispositifs anti-flambage similaires ceux dcrits dans lISO 14126. Il convient que ces dispositifs nintr

42、oduisent pas de contraintes parasites (cest-dire des contraintes autres que la contrainte axiale uniforme) pendant lessai; b) des mors sont utiliss pour fixer et mettre en charge lprouvette. Les mors doivent tre conus de manire viter tout glissement de lprouvette. Ils doivent permettre lalignement d

43、e laxe de lprouvette avec la direction de la force applique. Lalignement doit tre vrifi et document, par exemple, conformment la procdure dcrite lAnnexe B. 5.3 Mesurage de la dformation 5.3.1 Gnralits Pour le mesurage en continu de laccourcissement en fonction de la force applique, il est possible d

44、utiliser des jauges de dformation ou un extensomtre appropri. Lextensomtre doit satisfaire au moins aux exigences de la classe 1 de lISO 9513. Il est recommand de mesurer la dformation longitudinale sur une longueur aussi grande que possible dans la section de jauge de lprouvette. 5.3.2 Jauges de df

45、ormation Des jauges de dformation sont utilises pour la vrification de lalignement de lprouvette. Elles peuvent galement tre utilises pour mesurer laccourcissement de lprouvette. Dans les deux cas, la longueur des jauges de dformation doit tre telle que la lecture ne soit pas affecte par les caractr

46、istiques locales la surface de lprouvette, telles que des croisements de fibres. A moins quil 4 ISO 2006 Tous droits rservs ISO 20504:2006(F) puisse tre dmontr que la lecture des jauges de dformation nest pas exagrment influence par des dformations localises, causes par exemple par des croisements d

47、e fibres, il convient que la longueur des jauges de dformation ne soit pas infrieure 9 mm 12 mm pour la direction longitudinale et 6 mm en longueur pour la direction transversale. Il convient de choisir les jauges de dformation et les adhsifs et de prparer la surface de lprouvette de manire obtenir des performances adquates. Il convient dutiliser un quipement appropri de conditionnement et denre