Axial load fatigue testing machines — Dynamic force calibration — Strain gauge technique

These guidelines lay down calibration of fatigue testing machine including special attachments, for example grips, which may affect the calibration. ISO 4965 deals exclusively with axial load machines in which symmetrical test pieces are subjected to fluctuating and reversed forces. Applies both to the calibration of new testing machines by the manufacturer and to the verification of machines in service.

Machines d'essai de fatigue par charge axiale — Étalonnage dynamique — Technique des jauges de déformation

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
31-Mar-1979
Withdrawal Date
31-Mar-1979
Current Stage
9599 - Withdrawal of International Standard
Start Date
06-Jul-2012
Completion Date
06-Jul-2012
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ISO 4965:1979 - Axial load fatigue testing machines -- Dynamic force calibration -- Strain gauge technique
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ISO 4965:1979 - Machines d'essai de fatigue par charge axiale -- Étalonnage dynamique -- Technique des jauges de déformation
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL STANDARD.

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION l MEXAYHAPO,llHAA OPTAHM3AWi5f I-IO CTAHAAPTW3ALUiM l ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Axial load fatigue testing machines - Dynamit forte
- Strain gauge technique
calibration

Machines d ’essai de fatigue par Charge axiale - Etalonnage dynamique - Technique des jauges de d&formation

First edition - 1979~04-01
Ref., No. ISO 4966-1979 (EI
UDC 620.1.05 : 620.178.3 : 53.089.6
. z-

Descriptors : test equipment, mechanical tests, fatigue tests, axial stress, tensile stress, bearing stress, calibrating.

Price based on 7 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
FOREWORD

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation

of national Standards institutes (ISO member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through ISO technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set

up has the right to be represented on that committee. International organizations,

governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
to the member bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the ISO Council.
International Standard ISO 4965 was developed by Technical Committee
ISO/TC 17, Steel, and was circulated to the member bodies in December 1976.
Subsequently, responsibility for this document was transferred to ISO/TC 164,
Mechanicai testing of metais, which was set up in 1975.
lt has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Hungary Sweden
Austria I ndia Switzerland
Belgium Iran Turkey
Brazil Italy United Kingdom
Canada Mexico
USA
New Zeaiand
Chile USSR
Poland Yugoslavia
Czechoslovakia
Denmark South Africa, Rep. of
France Spain
countries expressed disapproval of the
The member bodies sf the following
document on technical grounds :
Germany, F.R.
Romania
Q International Organkation for Standardkation, 1979 l
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 49654979 (E)
INTERNATIONAL STANDARD
Axial load fatigue testing machines - Dynamit forte
calibration - Strain gauge technique
1.3 This International Standard applies both to the
0 INTRODUCTION
calibration of new testing machines by the manufacturer
0.1 lt is recognized that whilst calibration Services are
and to the verification of machines in Service. In the latter
offered by some laboratories, it is frequently more
case, it may not be necessary to apply all the procedures
expedient for fatigue machine users to undertake the
required for the Overall calibration of a machine.
regular calibration of their machines themselves. More
especially is this so in organizations where technically
1.4 The calibration of special-purpose machines and test
qualified staff and suitable instrumentation are readily
rigs are not specifically covered in this International
available, albeit for wider engineering applications. In such
Standard, but procedures similar to those described may
instances, machine calibration tan be conveniently phased
be applied to suit particular applications.
to suit the opera ’ting needs of a particular fatigue machine.
2 REFERENCES
0.2 This International Standard is particularly concerned
with the calibration of axial load machines as the
ISOIR 147, Load caiibration of testing machines for tensiie
procedures for their calibration are generally more
testing of steei.
complex. The calibration of rotating bending and torsional
fatigue testing machines tan usually be carried out simply
lSO/R 373, Generaiprincipies for fatigue testing of metais.
by direct measurements of the effective test piece length
ISO 1099, Metais - Axial ioad fatigue testing.
and by direct verification of the applied forte or displace-
ment.
3 SYMBOLS AND DEFINITIONS
0.3 A strain gauge test bar should always be used to check
In this International Standard the following Symbols are
axial load fatigue machines, even though the machine may
used. Further Symbols and definitions relating to fatigue
rely upon a strain gauge load cell for its forte measurement,

since the forte measuring System may have its own testing are given in lSO/R 373.

mechanical and electrical dynamic characteristics.
3.1 Calibration bars (see also figures 1 and 2)
Definition
Symbol
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
The diameter of the gripped end of the test piece
The diameter of the test piece where the stress
1.1 This International Standard lays down guidelines for d
is a maximum
dynamic forte calibration of fatigue testing machines

including special attachments, for example grips, which The parallel length of the test piece

may affect the calibration of the machine. lt deals
1 The total length of the electrical resistance strain
exclusively with axial load machines in which test pieces,
(ERS) gauges used, i.e. the length of the gauge
bat king material
usually symmetrical about a longitudinal axis, are subjected
to fluctuating and reversed forces along that axis (see also
r The transition radius from the parallel length
ISO 1099). to the gripped ends
a The thickness of test section of a tectangular
Cross-section
1.2 Whilst it recognized that unsymmetrical specimens
(components and structures), are sometimes tested, it is
b The width of a rectangular Cross-section where
common practice to determine Stresses within them from the stress is a maximum
measurements by strain gauges applied to the test
B The width of a rectangular Cross-section at the
specimens as required, and in such cases dynamic forte
gripped end
calibration of the machine may not be necessary.
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ISO 49654979 (E)

3.2 Fatigue machine forces (see also tables 1, 2 and 3) 5.2 Successful application of the procedure is dependent

on a satisfactory design of calibration bar, on the correct
use of suitable strain gauges and on the choice of
Definition compatible dynamic strain recording instruments (see also
Symbol
clauses 6, 7 and 8).
The maximum forte of the machine
max
The mean forte
F The maximum mean forte of the machine
m max
6 CALIBRATION BARS
The dynamic forte range
The maximum dynamic forte range of the
R max
6.1 General
machine
The maximum forte amplitude of the machine
a max 6.1.1 Calibration bars of any suitable geometry and
material may be used but it is recommended that, where
=iFR max)
possible, they be of similar form to the test piece normally
being tested in the particular fatigue machine. They may be
of circular, Square or rectangular Cross-section, and in the
case of circular and Square bars a hollow-section is
permissible to facilitate the measurement of small forces.
4 OBJECT OF CALIBRATION
ERS load-cells which satisfy the recommendations of this
4.1 Whilst it is relatively simple to carry out a calibration
sub-clause and of sub-clauses 6.1.2 and 6.1.3 may also be
of the forces applied by a fatigue testing machine under
used.
static conditions, it is essential to establish that the
dynamic forces actually applied to the test piece are those
6.1.2 As a guide to the selection of material and the design
indicated by the machine within acceptable limits of
of the bar, the maximum stated capacity should be such
accuracy.
that 150 % of that capacity does not exceed the 0,Ol %
proof stress (non-proportional elongation method) of the
material.
4.2 As some fatigue machines operate over a range of
testing frequencies, the inertia effects of moving Parts are
6.1.3 lt is recommended that, at the rated maximum forte
not constant but vary. For such machines, a dynamic
range at which the bar is to be used, the strain imposed
correction factor may therefore have to be applied to the
should be approximately 1 200 pm/m either in tension
indicated forces to obtain the forte actually effective at the
or in compression.
test piece. This factor is a function, for example, of the
vibrating mass of the machine, of the test piece stiffness
6.2 Proportions
and the operating frequency, and the correction data are

customarily supplied by the manufacturer of the testing The proportions of calibration bars which have been found

machine. Thus, the Object of fatigue testing machine satisfactory for use in axial load fatigue testing machines

calibration is to compare indicated forces, multiplied by an are as follows :
appropriate correction factor where appl icable, with actual
test forces over the operating range of the machine.
6.2.1 Bars of circuiar Cross-section (See note 1)
L, shall be at least d + 2. (See also note 2.)
r and D should be equal to or greater than 2 d.
5 PROCEDURE
r should be at least equal to D.
Calibration bars, appropriate to the dimensions of the
5.1
of the enl arged end should be
Where possi b Ie, the length
testing machine and the forte ranges to be checked, shall be
at least equal to D.
instrumented by the application of electrical resistance
strain (ERS) gauges. Esch calibration bar shall be subjected
6.2.2 Bars of Square and rectanguiar Cross-section
to incremental loading in a static testing machine of known
accuracy, and the electrical strain Outputs from the gauges
L, shall be at least b + 2. (See also note 2.)
recorded. The calibration bar, as calibrated statically, shall

then be used for direct measurement of the forces applied r and B should be equal to or greater than 2 6.

by the fatigue testing machine and compared with the
Where possible, the length of the gripped end should be
indicated forces.
at least equal to B.
The procedure assumes identical performances of the
NOTES
strain-gauged bar, or load-cell, and instrumentation under
1 Bars sf Square Cross-section may have circular ends.
static and dynamic conditions : this assumption is essentially
valid over the range of frequencies covered by fatigue
2 L, should not be such that buckling will occur if the strain cycle
machines in general use. goes into compression.
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ISO 4965-1979 (E)
6.3 Machining axis of symmetry of each of the fourfaces, or symmetrically
with respect to the axis. Where it is not possible to Position
6.3.1 Barsshall be machined in accordance with ISO 1099,
the gauges on the narrow faces of thin flat bars, they shall
sub-clauses 7.1 to 7.4 inclusive.
be placed symmetrically about the axes of the wide faces.
6.3.2 The corners of Square and rectangular calibration
7.2 Suitable techniques should be used to compensate for
bars shall be dressed to a radius of at least 1,5 mm. The
variations in output Signal due to temperature changes. lt
surface of the bar shall not have any stamp marks on
is recommended that gauges be fixed to the bar in a
critical areas.
direction transverse to the applied forte within the test
section for the purpose of temperature compensation. The
transverse gauges shall be positioned on the axes of
7 STRAIN GAUGES
symmetry or symmetrically with respect to these axes.
Recording instruments which allow the use of full
7.1 A sufficient number of active Iongitudinal strain
Wheatstone bridges, made up exclusively of gauges bonded
gauges shall be attached to the calibration bar at mid-length
to the calibration bar, are to be preferred. However, with
to ensure that an average of the strain tan be adequately

ascertained. in no case shaii the number of active gauges certain types of recording instruments, it may only be

possible to use longitudinal gauges, in which case these
attached to the bar be iess than four. For bars of Square or
should be self-compensating for temperature.
rectangular section, the gauges shall be positioned on the
-~~~-~~~~
t---------w r-l
:y dip ’ 1 --------s J
FIGURE 1 - Calibration bar of circular Cross-section or Square
Cross-section with circular ends
FIGURE 2 - Calibration bar of rectangular Cross-section
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO4965-1979(Ef
7.3 Gauges should be affixed to the bar in accordance
9.4 Calibrating procedure
with the manufacturer ’s instructions for their Optimum
The sequence for the procedure shall be as follows :
Performance. The surfaces of the calibration bar should be
such as to ensure an adequate bond between the strain
9.4.1 Connect the recording instruments to the calibration
gauge and the bar. Care should be taken when affixing the
bar strain gauges and, after switching on, allow the requisite
strain gauges to ensure that the surfaces of the bar and
period for stabilization of all instrumentation. Before
gauges are free from contamination by Oil, grease, etc.
commencing calibration, apply and remove several times a
forte of 1,l times the maximum forte which is to be
applied during calibration.
7.4 All gauges should be protected from mechanical
darnage and environmental influence by the application of
suitable materials, which should not, however, significantly
9.4.2 With zero forte applied to the bar, set the
affect the stiffness of the bar.
strain-recording instrument to indicate zero strain. Apply
the maximum calibration forte and observe the strain
produced, then restore the applied forte to zero and after a
period of not less than 1 min observe any indicated strain.
8 RECORDING INSTRUMENTATION
The differente between the two strain readings
...

NORME INTERNATIONALE

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXAYHAPOAHAII OPrAHM3ALWl l-I0 fXAHAAPTW3AJ.JWW.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Machines d’essai de fatigue par charge axiale -
- Technique des jauges de
Étalonnage dynamique
déformation

Axial load fatigue testing machines - D ynamic force calibration - Strain gauge technique

Première édition - 1979-04-01
Réf. no : ISO 49654979 (F)
iL CDU 620.1.05 : 620.178.3 : 53.089.6

Descripteurs : matériel d’essai, essai mécanique, essai de fatigue, contrainte axiale, contrainte de traction, contrainte de compression, étalonnage.

Prix basé sur 7 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale

d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration

des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque

comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partiedu comité technique

Les organisations internationales, gouvernementales et non
correspondant.
gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 4965 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 17, Acier, et a été soumise aux comités membres en décembre 1976. Ulté-
rieurement, le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, créé
en 1975, a pris la responsabilité de ce document.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’ France Suède
Australie Hongrie Suisse
Autriche I nde Tchécoslovaquie
Belgique Iran Turquie
Brésil Italie
U RSS
Canada Mexique
USA
Chili Nouvelle-Zélande Yougoslavie
Danemark Pologne
Espagne Royaume-Uni
Les comités membres des pays suivants l’ont désapprouvée pour des raisons tech-
niques :
Allemagne, R.F.
Roumanie
0 Organisation internationale de normalisation, 1979 l
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 4965-1979 (F)
Machines d’essai de fatigue par charge axiale -
Étalonnage dynamique - Technique des jauges de
déformation
0 INTRODUCTION 1.3 La présente Norme internationale s’applique à la fois à
l’étalonnage des machines d’essai neuves, effectué par le
0.1 Bien que certains laboratoires offrent leurs services
fabricant, et à la vérification des machines en service. Dans
pour les opérations d’étalonnage, il est reconnu que très
ce dernier cas, il n’est peut-être pas nécessaire d’utiliser
souvent il est plus avantageux pour les utilisateurs de
toutes les procédures requises pour l’étalonnage complet
machines d’essai de fatigue de procéder eux-mêmes à
d’une machine.
l’étalonnage courant de leurs machines. Plus particulière-
ment lorsqu’ils possèdent dans leurs organismes le personnel
1.4 La présente Norme internationale ne traite pas de
qualifié et les instruments adéquats, bien que destinés à des
façon spécifique de l’étalonnage des machines à usages
applications techniques plus larges. Dans de tels cas, il peut
spéciaux et des bancs d’essai, mais des procédures
être bon d’adapter l’étalonnage aux besoins de fonctionne-
semblables à celles qui sont décrites ici peuvent servir pour
ment d’une machine particuliére d’essai de fatigue.
des applications particulières.
0.2 La présente Norme internationale traite, en particulier,
de l’étalonnage des machines par charge axiale, leur mode
2 RÉFÉRENCES
d’étalonnage étant en général plus complexe. L’étalonnage
ISOI R 147, Tarage du point de vue des charges des
des machines d’essai de fatigue par flexion rotative ou
machines utiJisées pour l’essai de traction de l’acier.
torsion peut habituellement se faire par simples mesurages
directs de la longueur réelle des éprouvettes et par
ISOI R 373, Principes g&éraux de l’essai de fatigue des
vérification directe de la charge ou du déplacement
métaux.
appliqué(e).
- Essais de fatigue par charge axiale.
ISO 1099, Métaux
03 Un barreau d’essai des jauges de déformation doit être
utilisé dans tous les cas pour vérifier les machines d’essai
3 SYMBOLES ET DÉFINITIONS
de fatigue par charge axiale, même si la machine fait usage
d’un peson pour les mesurages de force, puisque le système
Les symboles suivants sont utilisés dans la présente Norme
de mesurage de force peut avoir ses propres caractéristiques
internationale. D’autres symboles et définitions concernant
dynamiques, mécaniques et électriques.
les essais de fatigue sont donnés dans l’ISO/R 373.
3.1 Barreaux étalons (voir également figures 1 et 2)
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
1.1 La pr6sente Norme internationale établit des lignes
directrices pour l’étalonnage dynamique des machines
Symbole Definition
d’essai de fatigue, fixations spéciales telles que griffes y
Diamètre des têtes de l’éprouvette
comprises étant donné leur influence éventuelle sur D
l’étalonnage de la machine. Elle traite exclusivement des
d Diamètre de l’éprouvette à l’endroit du maximum
machines par charge axiale dans lesquelles les éprouvettes, de contrainte
généralement symétriques par rapport à un axe
Longueur de la partie rectiligne de l’éprouvette
longitudinal, sont soumises à des forces fluctuantes et
Longueur totale des jauges de déformation à
réversibles appliquées suivant cet axe (voir aussi
résistance électrique (ERS) utilisées, c’est-à-dire
I’ISO 1099).
longueur du matériau de support de la jauge
r Rayon du raccordement entre la partie rectiligne
1.2 Bien qu’il soit reconnu que l’on vérifie quelquefois des
\ et les têtes de l’éprouvette
échantillons non symétriques (éléments et structures), il est
a Épaisseur d’une éprouvette à section rectangulaire
d’usage général de déterminer les contraintes qui s’exercent
b Largeur d’une section rectangulaire à l’endroit du
à l’intérieur de ces pièces par des mesurages effectués à
maximum de contrainte
l’aide de jauges de contrainte, appliquées de façon adéquate
B Largeur d’une section rectangulaire au niveau
sur les échantillons, auquel cas l’étalonnage dynamique de
des têtes
la machine peut ne pas être nécessaire.
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 49654979 (F)
de jauges de déformation adéquates et du choix d’instru-
3.2 Charges des machines d’essai de fatigue (voir égale-
ments compatibles d’enregistrement des contraintes
ment tableaux 1,2 et 3).
dynamiques (voir aussi les chapitres 6,7 et 8).
Symbole Définition
6 BARREAUX ÉTALONS
Charge maximale de la machine
max
Charge moyenne
6.1 Généralités
Charge moyenne maximale de la machine
m max
6.1.1 On peut utiliser des barreaux étalons de dimensions
Gamme de charges dynamiques
et de matière quelconques, mais il est recommandé, si
Gamme de charges dynamiques maximales de la
R max
possible, de les prendre de la même forme que l’éprouvette
machine
habituellement essayée dans la machine d’essai de fatigue
Amplitude de charge maximale de la machine
a max
donnée. Ils peuvent être de section circulaire, carrée ou
rectangulaire et, dans le cas de barreaux carres ou
(+FR max)
circulaires, il est admis d’avoir une section creuse pour
faciliter le mesurage des charges peu élevées. Des pesons
4 OBJET DE L’ÉTALONNAGE
ERS satisfaisant aux recommandations de ce paragraphe et
des paragraphes 6.1.2 et 6.1.3 peuvent également être
4.1 Alors qu’il est relativement simple d’effectuer
utilisés.
l’étalonnage des charges exercées par une machine d’essai de
fatigue dans des conditions statiques, il est primordial de
6.1.2 Pour aider au choix de la matière et du type du
vérifier que les charges dynamiques effectivement
barreau, on peut dire que la capacité maximale indiquée
appliquées à l’éprouvette sont bien celles qui sont indiquées
doit permettre l’application d’une charge égale à 150 % de
par la machine, dans des limites acceptables de précision.
la capacité, sans que cette valeur dépasse 0,Ol % de la
limite conventionnelle d’élasticité du matériau (méthode
4.2 Certaines machines d’essai de fatigue fonctionnant
d’allongement non proportionnel).
dans une gamme de fréquences d’essai, l’effet d’inertie des
parties mobiles n’est pas constant mais varie. Avec de telles
6.1.3 II est recommandé d’avoir, au maximum théorique
machines, il peut donc être nécessaire d’appliquer un
de la gamme des charges sous lesquelles le barreau doit être
facteur de correction dynamique aux charges indiquées, de
utilisé, une déformation imposée d’environ 1 200 vm/m,
manière à obtenir la charge s’exerçant effectivement sur
que ce soit en traction ou en compression.
l’éprouvette. Ce facteur est fonction, par exemple, de la
masse vibrante de la machine, de la rigidité de l’éprouvette
6.2 Dimensions
et de la fréquence de fonctionnement, et la valeur de la
correction est généralement fournie par le fabricant de la
Les dimensions des barreaux étalons, jugés satisfaisants
machine d’essai. L’étalonnage des machines d’essai de
pour emploi dans les machines d’essai de fatigue par charge
fatigue a donc pour objet de comparer les forces indiquées,
axiale, sont les suivantes :
multipliées éventuellement par un facteur approprié de
correction, aux charges d’essai réelles s’exerçant dans la
6.2.1 Barreaux de section circulaire (voir note 1)
gamme de fonctionnement de la machine.
L, doit être au moins egal à d + 2 (voir également
note 2).
5 MODE OPÉRATOIRE
r et D doivent être égaux ou supérieurs à 2 d.
5.1 Fixer des jauges de déformation à résistance électrique
(ERS) sur des barreaux étalons, de dimensions appropriées
r doit être au moins égal à 0.
aux dimensions de la machine d’essai et aux gammes de
Si possible, la longueur de l’extrémité élargie doit être
charges à vérifier. Soumettre chaque barreau étalon à des
au moins égale à 0.
charges progressives, dans une machine d’essai statique de
précision connue, et enregistrer les signaux électriques de
6.2.2 Barreaux de section carde ou rectangulaire
déformation indiqués par ’ les jauges. Utiliser ensuite le
barreau étalon, étalonné de façon statique, pour le
L, doit être au moins égal à b -l- Z (voir également
mesurage direct des charges exercées par la machine d’essai
note 2).
de fatigue et comparées avec les charges indiquées.
r et B doivent étre égaux ou supérieurs à 2 b.
Ce mode opératoire suppose des caractéristiques identiques

du barreau étalonné à l’aide de la jauge ERS, ou peson, et Si possible, la longueur de la tête doit être au moins

de l’instrumentation dans les conditions statiques et dans égale à B.
les conditions dynamiques : cette hypothése vaut
NOTES
essentiellement dans la gamme de fréquences des machines
1 Les barreaux de section carrée peuvent présenter des têtes
d’essai de fatigue d’usage général.
circulaires.
5.2 Le succès de ce mode opératoire dépend d’une forme
2 L, ne doit pas permettre le flambage des barreaux, même si le

satisfaisante des barreaux étalons, de l’utilisation correcte cycle de déformation entre dans la zone de compression.

---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO4965-1979 (F)
6.3 Usinage transversales doivent être placées sur les axes de symétrie
ou symétriquement par rapport à ces axes. Des instruments
6.3.1 Les barreaux doivent être usinés conformément à
enregistreurs permettant l’emploi de ponts de Wheatstone
I’ISO 1099, paragraphe 7.1 à 7.4 inclus.
complets, constitués exclusivement de jauges fixées au
barreau étalon, sont préférables. Toutefois, avec un certain
6.3.2 Les angles des barreaux étalons carrés et rectangu-
type d’instruments enregistreurs, il se peut qu’il soit
laires doivent être dressés suivant un rayon d’au moins
impossible d’utiliser des jauges autres que longitudinales,
1,5 mm. la surface du barreau ne doit présenter aucune
auquel cas il doit y avoir autocompensation de la
empreinte sur les parties critiques.
température dans ces jauges.
7.3 Les jauges doivent être fixées au barreau conformé-
7 JAUGES DE DÉFORMATION
ment aux instructions du fabricant, de manière à obtenir un
fonctionnement optimal. La surface du barreau étalon doit
7.1 Un nombre suffisant de jauges de déformation
assurer adhérence satisfaisante des jauges de
longitudinale active doit être fixé à mi-longueur du barreau une
déformation sur le barreau. On prendra soin, en fixant les
étalon, afin d’être sûr d’obtenir une déformation moyenne.
jauges de déformation, de vérifier qu’il n’y a pas contamina-
En aucun cas, le nombre de ces jauges de déformation
tion du barreau ou des jauges par de I’huile, de la graisse,
active fixées au barreau ne doit être inférieur à quatre. Pour
etc.
les barreaux de section carrée ou rectangulaire, les jauges
doivent être placées sur l’axe de symétrie de chacune des
quatre faces, ou symétriquement par rapport à l’axe.
7.4 Les jauges doivent être toutes protégées des avaries
Lorsqu’il est impossible de placer les jauges sur les faces
mécaniques et des influences du milieu ambiant, par
étroites des barreaux fins et plats, elles doivent être placées
l’application de matières adéquates qui ne doivent,
symétriquement par rapport aux axes des faces plus larges.
cependant, pas affecter la rigidité du barreau.
7.2 Les variations du signal de sortie dues aux change-
ments de température doivent être compensées par des
8 INSTRUMENTS ENREGISTREURS
techniques adéquates. II est recommandé, pour corriger
Le barreau étalon, les jauges et le matériel qui y est associé
la température, de fixer des jauges transversalement à la

force exercée dans la partie soumise à l’essai. Les jauges doivent pouvoir distinguer des variations de charge égales à

. .
t-l
QT-
e--v-e--- 1
FIGURE 1 - Barreau étalon à section circulaire ou carde avec t&tes circulaires
~~~~-~~~~~-
--~-~~-~~~~--
FIGURE 2 - Barreau étalon à section rectangulaire
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 4965-1979 (F)

1/5 de l’erreur maximale de la machine admise pour valle d’au moins 1 min, observer si l’appareil indique une

l’étalonnage (voir 11.1). Leur conception doit permettre déformation quelconque. La différence entre les deux

de prédire, d’après la réponse reçue pour des charges valeurs des déformations relevees à charge nulle ne doit

la réponse à des charges fluctuantes et pas excéder 1 %de la déformation observée à la charge

constantes,
réversibles aux fréquences et longueurs d’onde utilisées,
maximale. On doit tenir compte de toute masse auxiliaire,
avec une incertitude n’excédant pas 1/5 de l’erreur
par exemple des dispositifs de serrage fixés au barreau à
maximale de la machine admise pour l’étalonnage (voir
charge nulle (voir 10.2.2.2
...

NORME INTERNATIONALE

INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXAYHAPOAHAII OPrAHM3ALWl l-I0 fXAHAAPTW3AJ.JWW.ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION

Machines d’essai de fatigue par charge axiale -
- Technique des jauges de
Étalonnage dynamique
déformation

Axial load fatigue testing machines - D ynamic force calibration - Strain gauge technique

Première édition - 1979-04-01
Réf. no : ISO 49654979 (F)
iL CDU 620.1.05 : 620.178.3 : 53.089.6

Descripteurs : matériel d’essai, essai mécanique, essai de fatigue, contrainte axiale, contrainte de traction, contrainte de compression, étalonnage.

Prix basé sur 7 pages
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AVANT-PROPOS
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale

d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L’élaboration

des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque

comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partiedu comité technique

Les organisations internationales, gouvernementales et non
correspondant.
gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I’ISO.
La Norme internationale ISO 4965 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 17, Acier, et a été soumise aux comités membres en décembre 1976. Ulté-
rieurement, le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, créé
en 1975, a pris la responsabilité de ce document.
Les comités membres des pays suivants l’ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d’ France Suède
Australie Hongrie Suisse
Autriche I nde Tchécoslovaquie
Belgique Iran Turquie
Brésil Italie
U RSS
Canada Mexique
USA
Chili Nouvelle-Zélande Yougoslavie
Danemark Pologne
Espagne Royaume-Uni
Les comités membres des pays suivants l’ont désapprouvée pour des raisons tech-
niques :
Allemagne, R.F.
Roumanie
0 Organisation internationale de normalisation, 1979 l
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE ISO 4965-1979 (F)
Machines d’essai de fatigue par charge axiale -
Étalonnage dynamique - Technique des jauges de
déformation
0 INTRODUCTION 1.3 La présente Norme internationale s’applique à la fois à
l’étalonnage des machines d’essai neuves, effectué par le
0.1 Bien que certains laboratoires offrent leurs services
fabricant, et à la vérification des machines en service. Dans
pour les opérations d’étalonnage, il est reconnu que très
ce dernier cas, il n’est peut-être pas nécessaire d’utiliser
souvent il est plus avantageux pour les utilisateurs de
toutes les procédures requises pour l’étalonnage complet
machines d’essai de fatigue de procéder eux-mêmes à
d’une machine.
l’étalonnage courant de leurs machines. Plus particulière-
ment lorsqu’ils possèdent dans leurs organismes le personnel
1.4 La présente Norme internationale ne traite pas de
qualifié et les instruments adéquats, bien que destinés à des
façon spécifique de l’étalonnage des machines à usages
applications techniques plus larges. Dans de tels cas, il peut
spéciaux et des bancs d’essai, mais des procédures
être bon d’adapter l’étalonnage aux besoins de fonctionne-
semblables à celles qui sont décrites ici peuvent servir pour
ment d’une machine particuliére d’essai de fatigue.
des applications particulières.
0.2 La présente Norme internationale traite, en particulier,
de l’étalonnage des machines par charge axiale, leur mode
2 RÉFÉRENCES
d’étalonnage étant en général plus complexe. L’étalonnage
ISOI R 147, Tarage du point de vue des charges des
des machines d’essai de fatigue par flexion rotative ou
machines utiJisées pour l’essai de traction de l’acier.
torsion peut habituellement se faire par simples mesurages
directs de la longueur réelle des éprouvettes et par
ISOI R 373, Principes g&éraux de l’essai de fatigue des
vérification directe de la charge ou du déplacement
métaux.
appliqué(e).
- Essais de fatigue par charge axiale.
ISO 1099, Métaux
03 Un barreau d’essai des jauges de déformation doit être
utilisé dans tous les cas pour vérifier les machines d’essai
3 SYMBOLES ET DÉFINITIONS
de fatigue par charge axiale, même si la machine fait usage
d’un peson pour les mesurages de force, puisque le système
Les symboles suivants sont utilisés dans la présente Norme
de mesurage de force peut avoir ses propres caractéristiques
internationale. D’autres symboles et définitions concernant
dynamiques, mécaniques et électriques.
les essais de fatigue sont donnés dans l’ISO/R 373.
3.1 Barreaux étalons (voir également figures 1 et 2)
1 OBJET ET DOMAINE D’APPLICATION
1.1 La pr6sente Norme internationale établit des lignes
directrices pour l’étalonnage dynamique des machines
Symbole Definition
d’essai de fatigue, fixations spéciales telles que griffes y
Diamètre des têtes de l’éprouvette
comprises étant donné leur influence éventuelle sur D
l’étalonnage de la machine. Elle traite exclusivement des
d Diamètre de l’éprouvette à l’endroit du maximum
machines par charge axiale dans lesquelles les éprouvettes, de contrainte
généralement symétriques par rapport à un axe
Longueur de la partie rectiligne de l’éprouvette
longitudinal, sont soumises à des forces fluctuantes et
Longueur totale des jauges de déformation à
réversibles appliquées suivant cet axe (voir aussi
résistance électrique (ERS) utilisées, c’est-à-dire
I’ISO 1099).
longueur du matériau de support de la jauge
r Rayon du raccordement entre la partie rectiligne
1.2 Bien qu’il soit reconnu que l’on vérifie quelquefois des
\ et les têtes de l’éprouvette
échantillons non symétriques (éléments et structures), il est
a Épaisseur d’une éprouvette à section rectangulaire
d’usage général de déterminer les contraintes qui s’exercent
b Largeur d’une section rectangulaire à l’endroit du
à l’intérieur de ces pièces par des mesurages effectués à
maximum de contrainte
l’aide de jauges de contrainte, appliquées de façon adéquate
B Largeur d’une section rectangulaire au niveau
sur les échantillons, auquel cas l’étalonnage dynamique de
des têtes
la machine peut ne pas être nécessaire.
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ISO 49654979 (F)
de jauges de déformation adéquates et du choix d’instru-
3.2 Charges des machines d’essai de fatigue (voir égale-
ments compatibles d’enregistrement des contraintes
ment tableaux 1,2 et 3).
dynamiques (voir aussi les chapitres 6,7 et 8).
Symbole Définition
6 BARREAUX ÉTALONS
Charge maximale de la machine
max
Charge moyenne
6.1 Généralités
Charge moyenne maximale de la machine
m max
6.1.1 On peut utiliser des barreaux étalons de dimensions
Gamme de charges dynamiques
et de matière quelconques, mais il est recommandé, si
Gamme de charges dynamiques maximales de la
R max
possible, de les prendre de la même forme que l’éprouvette
machine
habituellement essayée dans la machine d’essai de fatigue
Amplitude de charge maximale de la machine
a max
donnée. Ils peuvent être de section circulaire, carrée ou
rectangulaire et, dans le cas de barreaux carres ou
(+FR max)
circulaires, il est admis d’avoir une section creuse pour
faciliter le mesurage des charges peu élevées. Des pesons
4 OBJET DE L’ÉTALONNAGE
ERS satisfaisant aux recommandations de ce paragraphe et
des paragraphes 6.1.2 et 6.1.3 peuvent également être
4.1 Alors qu’il est relativement simple d’effectuer
utilisés.
l’étalonnage des charges exercées par une machine d’essai de
fatigue dans des conditions statiques, il est primordial de
6.1.2 Pour aider au choix de la matière et du type du
vérifier que les charges dynamiques effectivement
barreau, on peut dire que la capacité maximale indiquée
appliquées à l’éprouvette sont bien celles qui sont indiquées
doit permettre l’application d’une charge égale à 150 % de
par la machine, dans des limites acceptables de précision.
la capacité, sans que cette valeur dépasse 0,Ol % de la
limite conventionnelle d’élasticité du matériau (méthode
4.2 Certaines machines d’essai de fatigue fonctionnant
d’allongement non proportionnel).
dans une gamme de fréquences d’essai, l’effet d’inertie des
parties mobiles n’est pas constant mais varie. Avec de telles
6.1.3 II est recommandé d’avoir, au maximum théorique
machines, il peut donc être nécessaire d’appliquer un
de la gamme des charges sous lesquelles le barreau doit être
facteur de correction dynamique aux charges indiquées, de
utilisé, une déformation imposée d’environ 1 200 vm/m,
manière à obtenir la charge s’exerçant effectivement sur
que ce soit en traction ou en compression.
l’éprouvette. Ce facteur est fonction, par exemple, de la
masse vibrante de la machine, de la rigidité de l’éprouvette
6.2 Dimensions
et de la fréquence de fonctionnement, et la valeur de la
correction est généralement fournie par le fabricant de la
Les dimensions des barreaux étalons, jugés satisfaisants
machine d’essai. L’étalonnage des machines d’essai de
pour emploi dans les machines d’essai de fatigue par charge
fatigue a donc pour objet de comparer les forces indiquées,
axiale, sont les suivantes :
multipliées éventuellement par un facteur approprié de
correction, aux charges d’essai réelles s’exerçant dans la
6.2.1 Barreaux de section circulaire (voir note 1)
gamme de fonctionnement de la machine.
L, doit être au moins egal à d + 2 (voir également
note 2).
5 MODE OPÉRATOIRE
r et D doivent être égaux ou supérieurs à 2 d.
5.1 Fixer des jauges de déformation à résistance électrique
(ERS) sur des barreaux étalons, de dimensions appropriées
r doit être au moins égal à 0.
aux dimensions de la machine d’essai et aux gammes de
Si possible, la longueur de l’extrémité élargie doit être
charges à vérifier. Soumettre chaque barreau étalon à des
au moins égale à 0.
charges progressives, dans une machine d’essai statique de
précision connue, et enregistrer les signaux électriques de
6.2.2 Barreaux de section carde ou rectangulaire
déformation indiqués par ’ les jauges. Utiliser ensuite le
barreau étalon, étalonné de façon statique, pour le
L, doit être au moins égal à b -l- Z (voir également
mesurage direct des charges exercées par la machine d’essai
note 2).
de fatigue et comparées avec les charges indiquées.
r et B doivent étre égaux ou supérieurs à 2 b.
Ce mode opératoire suppose des caractéristiques identiques

du barreau étalonné à l’aide de la jauge ERS, ou peson, et Si possible, la longueur de la tête doit être au moins

de l’instrumentation dans les conditions statiques et dans égale à B.
les conditions dynamiques : cette hypothése vaut
NOTES
essentiellement dans la gamme de fréquences des machines
1 Les barreaux de section carrée peuvent présenter des têtes
d’essai de fatigue d’usage général.
circulaires.
5.2 Le succès de ce mode opératoire dépend d’une forme
2 L, ne doit pas permettre le flambage des barreaux, même si le

satisfaisante des barreaux étalons, de l’utilisation correcte cycle de déformation entre dans la zone de compression.

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ISO4965-1979 (F)
6.3 Usinage transversales doivent être placées sur les axes de symétrie
ou symétriquement par rapport à ces axes. Des instruments
6.3.1 Les barreaux doivent être usinés conformément à
enregistreurs permettant l’emploi de ponts de Wheatstone
I’ISO 1099, paragraphe 7.1 à 7.4 inclus.
complets, constitués exclusivement de jauges fixées au
barreau étalon, sont préférables. Toutefois, avec un certain
6.3.2 Les angles des barreaux étalons carrés et rectangu-
type d’instruments enregistreurs, il se peut qu’il soit
laires doivent être dressés suivant un rayon d’au moins
impossible d’utiliser des jauges autres que longitudinales,
1,5 mm. la surface du barreau ne doit présenter aucune
auquel cas il doit y avoir autocompensation de la
empreinte sur les parties critiques.
température dans ces jauges.
7.3 Les jauges doivent être fixées au barreau conformé-
7 JAUGES DE DÉFORMATION
ment aux instructions du fabricant, de manière à obtenir un
fonctionnement optimal. La surface du barreau étalon doit
7.1 Un nombre suffisant de jauges de déformation
assurer adhérence satisfaisante des jauges de
longitudinale active doit être fixé à mi-longueur du barreau une
déformation sur le barreau. On prendra soin, en fixant les
étalon, afin d’être sûr d’obtenir une déformation moyenne.
jauges de déformation, de vérifier qu’il n’y a pas contamina-
En aucun cas, le nombre de ces jauges de déformation
tion du barreau ou des jauges par de I’huile, de la graisse,
active fixées au barreau ne doit être inférieur à quatre. Pour
etc.
les barreaux de section carrée ou rectangulaire, les jauges
doivent être placées sur l’axe de symétrie de chacune des
quatre faces, ou symétriquement par rapport à l’axe.
7.4 Les jauges doivent être toutes protégées des avaries
Lorsqu’il est impossible de placer les jauges sur les faces
mécaniques et des influences du milieu ambiant, par
étroites des barreaux fins et plats, elles doivent être placées
l’application de matières adéquates qui ne doivent,
symétriquement par rapport aux axes des faces plus larges.
cependant, pas affecter la rigidité du barreau.
7.2 Les variations du signal de sortie dues aux change-
ments de température doivent être compensées par des
8 INSTRUMENTS ENREGISTREURS
techniques adéquates. II est recommandé, pour corriger
Le barreau étalon, les jauges et le matériel qui y est associé
la température, de fixer des jauges transversalement à la

force exercée dans la partie soumise à l’essai. Les jauges doivent pouvoir distinguer des variations de charge égales à

. .
t-l
QT-
e--v-e--- 1
FIGURE 1 - Barreau étalon à section circulaire ou carde avec t&tes circulaires
~~~~-~~~~~-
--~-~~-~~~~--
FIGURE 2 - Barreau étalon à section rectangulaire
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ISO 4965-1979 (F)

1/5 de l’erreur maximale de la machine admise pour valle d’au moins 1 min, observer si l’appareil indique une

l’étalonnage (voir 11.1). Leur conception doit permettre déformation quelconque. La différence entre les deux

de prédire, d’après la réponse reçue pour des charges valeurs des déformations relevees à charge nulle ne doit

la réponse à des charges fluctuantes et pas excéder 1 %de la déformation observée à la charge

constantes,
réversibles aux fréquences et longueurs d’onde utilisées,
maximale. On doit tenir compte de toute masse auxiliaire,
avec une incertitude n’excédant pas 1/5 de l’erreur
par exemple des dispositifs de serrage fixés au barreau à
maximale de la machine admise pour l’étalonnage (voir
charge nulle (voir 10.2.2.2
...

Questions, Comments and Discussion

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