ISO 23788:2012

Metallic materials — Verification of the alignment of fatigue testing machines

This International Standard describes a method for verifying the alignment in a testing machine using a straingauged measuring device. It is applicable to dynamic uniaxial tension/compression, pure torsion and combined tension/compression plus torsion fatigue testing machines for metallic materials. The methodology outlined in this International Standard is generic and can be applied to static testing machines and in non-metallic materials testing.

Matériaux métalliques — Vérification de l'alignement axial des machines d'essai de fatigue

La présente Norme internationale décrit une méthode de vérification de l'alignement d’une machine d'essai à l'aide d'un dispositif de mesure à jauge de déformation. Elle s'applique aux machines d'essais dynamiques de traction/compression uniaxiale, aux machines d’essai de fatigue pour les matériaux métalliques de torsion pure et de traction/compression plus torsion combinée . La méthodologie décrite dans la présente Norme internationale est générique et peut être appliquée aux machines d'essais statiques et aux essais de matériaux non métalliques.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 25-Jun-2012
• ICS: 77.040.10 - Mechanical testing of metals
• Technical Committee: ISO/TC 164/SC 4 - Fatigue, fracture and toughness testing
• Drafting Committee: ISO/TC 164/SC 4 - Fatigue, fracture and toughness testing
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 25-Sep-2024

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23788
First edition
2012-07-01
Metallic materials — Verification of the
alignment of fatigue testing machines
Matériaux métalliques — Vérification de l’alignement axial des
machines d’essai de fatigue
Reference number
©
ISO 2012
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO’s
member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 3
5 Measurement requirements . 4
5.1 Testing machine . 4
5.2 Alignment cell . 4
5.3 Design and manufacturing . 4
5.4 Machining . 6
5.5 Inspection before attaching the strain gauges . 6
5.6 Instrumentation with strain gauges . 6
5.7 System checks . 7
6 Alignment measurement calculations . 7
6.1 General . 7
6.2 Cylindrical alignment cell . 7
6.3 Thick rectangular alignment cell . 9
6.4 Thin rectangular alignment cell . 9
6.5 Classification of machine alignment . 9
7 Procedure for verification of machine alignment .10
7.1 Purpose and frequency .10
7.2 Procedure .10
8 Reporting . 11
8.1 Basic information . 11
8.2 Special information .12
Annex A (informative) Causes of specimen bending and misalignment in fatigue testing machines .17
Annex B (normative) Evaluating uncertainty in the alignment measurement .19
Annex C (informative) Method for measuring machine lateral stiffness .22
Annex D (informative) Three-strain gauge configuration .24
Annex E (informative) Determination of bending contribution due to inherent imperfections in a
cylindrical alignment cell device .26
Annex F (informative) Numerical example .27
Annex G (normative) Alignment gauge — A method for qualitative assessment of alignment of test
systems for cylindrical specimens .28
Bibliography .30
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established 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. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 23788 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 5, Fatigue testing.
iv © ISO 2012 – All rights reserved

Introduction
Machine alignment in the context of this International Standard means the coincidence of the geometrical
(loading) axes of the grips. Any departure from this ideal situation results in an angular and/or lateral offset (or
misalignment) in the load train (see Annex A). Misalignment is manifested as an unwanted bending stress/strain
field to exist in the test specimen or alignment measuring device (hereinafter “alignment cell”). The bending
stress/strain field superimposes on the applied, presumed uniform, stress/strain field. In pure torsion testing,
any misalignment results in a biaxial torsion plus bending stress/strain state.
Misalignment in the load train in axial fatigue test systems has been shown to influence significantly the fatigue
test results (see References [1], [2] and [3]).
The main causes of bending due to misalignment are invariably a combination of
— poor coincidence of the centrelines of the grips, and
— inherent imperfections in the specimen or alignment cell itself.
The bending contribution due to the test machine ideally remains the same for every test specimen or alignment
cell. The bending contribution due to the specimen or alignment cell varies from one device to another.
Recent research (see References [4] and [5]) has shown that no matter how carefully a specimen or an
alignment cell device has been manufactured an inherent bending error always exists. Imperfections (i.e.
eccentricity and angularity) arise from geometric asymmetry about the axial centreline in the device and other
measurement errors relating to the chosen type, positioning and performance of the strain gauges. The device
inherent bending error can be significant and sometimes even exceed that due to the machine misalignment.
In this International Standard, errors due to inherent imperfections in the alignment cell itself are eliminated.
This is achieved by rotating the alignment device 180° about its longitudinal axis and subtracting its contribution
from the overall maximum surface bending strain determined in the measurement. Different devices that are
made of the same material and nominal dimensions should reasonably, therefore, produce the same alignment
measurement results; see an example in Reference [2], Figure 10.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 23788:2012(E)
Metallic materials — Verification of the alignment of fatigue
testing machines
1 Scope
This International Standard describes a method for verifying the alignment in a testing machine using a strain-
gauged measuring device. It is applicable to dynamic uniaxial tension/compression, pure torsion and combined
tension/compression plus torsion fatigue testing machines for metallic materials.
The methodology outlined in this International Standard is generic and can be applied to static testing machines
and in non-metallic materials testing.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable
for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 7500-1, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1: tension/ compression
testing machines — Verification and calibration of force-measuring system
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
alignment
coincidence of the loading axes of the load train components, including the test specimen
NOTE Departure from such coincidence can introduce bending moments into the specimen.
3.2
alignment cell
carefully machined measuring device instrumented with strain gauges for use in verifying the alignment of a
testing machine
3.3
alignment gauge
carefully machined mechanical device made of a split bar and a gauge for pass/fail checking of the correct
alignment of the grips
3.4
average axial strain
ε
o
average longitudinal axial strain measured at the surface of the alignment cell by a set of strain gauges located
in the same cross-sectional plane
NOTE The average axial strain represents the strain at the geometrical centre of the cross section.
3.5
load train
all the components between and including the crosshead and the actuator
NOTE The load train includes the specimen.
3.6
bending strain
ε
b
difference between the local strain measured by a strain gauge and the average axial strain
NOTE Bending strain is a vector characterized by a magnitude, a direction and a discrete point of application. In
general, it varies from point to point on the surface of the alignment cell.
3.7
machine alignment
coincidence of the axes of the grips, which is characterized by the maximum bending strain component ε
b,max,mc
NOTE Machine misalignment is manifested by the existence of a lateral offset and/or an angular offset between the
loading axes of the upper and lower grips.
3.8
machine aspect
reference to the test machine’s front, back, left and right
3.9
maximum bending strain
ε
b,max
vector quantity with the largest bending strain magnitude in a given cross-sectional plane
NOTE Maximum bending strain vector is characterized by a magnitude, a direction and a discrete point of application.
3.10
percentage bending
β
maximum bending strain times 100 and divided by the average axial strain
3.11
measurement plane
cross-sectional plane in the alignment cell in which the transverse axes of a set of strain gauges are positioned
3.12
measurement orientations
position of the alignment cell (0°, 90°, 180° and 270°), about its longitudinal axis, which defines the location of
gauge 1 or a permanent mark on the alignment cell’s surface, with respect to the front of the machine
NOTE The front of the machine is the R-direction.
3.13
parallel length
L
p
parallel portion of the reduced section of the alignment cell
3.14
proportional limit
greatest stress that a material is capable of sustaining elastically, i.e. without any deviation from proportionality
of stress to strain
3.15
R-direction
fixed reference direction with respect to the frame of the testing machine
NOTE Typically, it is the direction from the centre towards the front of the machine.
3.16
strain gauge axial separation
L
g
axial distance on the alignment cell between the upper and lower measurement planes
2 © ISO 2012 – All rights reserved

3.17
strain gauge transverse separation
W
g
transverse distance on the
...

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 23788
First edition
2012-07-01
Metallic materials — Verification of the
alignment of fatigue testing machines
Matériaux métalliques — Vérification de l’alignement axial des
machines d’essai de fatigue
Reference number
©
ISO 2012
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means,
electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either ISO at the address below or ISO’s
member body in the country of the requester.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2012 – All rights reserved

Contents Page
Foreword .iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 3
5 Measurement requirements . 4
5.1 Testing machine . 4
5.2 Alignment cell . 4
5.3 Design and manufacturing . 4
5.4 Machining . 6
5.5 Inspection before attaching the strain gauges . 6
5.6 Instrumentation with strain gauges . 6
5.7 System checks . 7
6 Alignment measurement calculations . 7
6.1 General . 7
6.2 Cylindrical alignment cell . 7
6.3 Thick rectangular alignment cell . 9
6.4 Thin rectangular alignment cell . 9
6.5 Classification of machine alignment . 9
7 Procedure for verification of machine alignment .10
7.1 Purpose and frequency .10
7.2 Procedure .10
8 Reporting . 11
8.1 Basic information . 11
8.2 Special information .12
Annex A (informative) Causes of specimen bending and misalignment in fatigue testing machines .17
Annex B (normative) Evaluating uncertainty in the alignment measurement .19
Annex C (informative) Method for measuring machine lateral stiffness .22
Annex D (informative) Three-strain gauge configuration .24
Annex E (informative) Determination of bending contribution due to inherent imperfections in a
cylindrical alignment cell device .26
Annex F (informative) Numerical example .27
Annex G (normative) Alignment gauge — A method for qualitative assessment of alignment of test
systems for cylindrical specimens .28
Bibliography .30
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established 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. ISO collaborates closely with the International
Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 23788 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 5, Fatigue testing.
iv © ISO 2012 – All rights reserved

Introduction
Machine alignment in the context of this International Standard means the coincidence of the geometrical
(loading) axes of the grips. Any departure from this ideal situation results in an angular and/or lateral offset (or
misalignment) in the load train (see Annex A). Misalignment is manifested as an unwanted bending stress/strain
field to exist in the test specimen or alignment measuring device (hereinafter “alignment cell”). The bending
stress/strain field superimposes on the applied, presumed uniform, stress/strain field. In pure torsion testing,
any misalignment results in a biaxial torsion plus bending stress/strain state.
Misalignment in the load train in axial fatigue test systems has been shown to influence significantly the fatigue
test results (see References [1], [2] and [3]).
The main causes of bending due to misalignment are invariably a combination of
— poor coincidence of the centrelines of the grips, and
— inherent imperfections in the specimen or alignment cell itself.
The bending contribution due to the test machine ideally remains the same for every test specimen or alignment
cell. The bending contribution due to the specimen or alignment cell varies from one device to another.
Recent research (see References [4] and [5]) has shown that no matter how carefully a specimen or an
alignment cell device has been manufactured an inherent bending error always exists. Imperfections (i.e.
eccentricity and angularity) arise from geometric asymmetry about the axial centreline in the device and other
measurement errors relating to the chosen type, positioning and performance of the strain gauges. The device
inherent bending error can be significant and sometimes even exceed that due to the machine misalignment.
In this International Standard, errors due to inherent imperfections in the alignment cell itself are eliminated.
This is achieved by rotating the alignment device 180° about its longitudinal axis and subtracting its contribution
from the overall maximum surface bending strain determined in the measurement. Different devices that are
made of the same material and nominal dimensions should reasonably, therefore, produce the same alignment
measurement results; see an example in Reference [2], Figure 10.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 23788:2012(E)
Metallic materials — Verification of the alignment of fatigue
testing machines
1 Scope
This International Standard describes a method for verifying the alignment in a testing machine using a strain-
gauged measuring device. It is applicable to dynamic uniaxial tension/compression, pure torsion and combined
tension/compression plus torsion fatigue testing machines for metallic materials.
The methodology outlined in this International Standard is generic and can be applied to static testing machines
and in non-metallic materials testing.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable
for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 7500-1, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1: tension/ compression
testing machines — Verification and calibration of force-measuring system
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
alignment
coincidence of the loading axes of the load train components, including the test specimen
NOTE Departure from such coincidence can introduce bending moments into the specimen.
3.2
alignment cell
carefully machined measuring device instrumented with strain gauges for use in verifying the alignment of a
testing machine
3.3
alignment gauge
carefully machined mechanical device made of a split bar and a gauge for pass/fail checking of the correct
alignment of the grips
3.4
average axial strain
ε
o
average longitudinal axial strain measured at the surface of the alignment cell by a set of strain gauges located
in the same cross-sectional plane
NOTE The average axial strain represents the strain at the geometrical centre of the cross section.
3.5
load train
all the components between and including the crosshead and the actuator
NOTE The load train includes the specimen.
3.6
bending strain
ε
b
difference between the local strain measured by a strain gauge and the average axial strain
NOTE Bending strain is a vector characterized by a magnitude, a direction and a discrete point of application. In
general, it varies from point to point on the surface of the alignment cell.
3.7
machine alignment
coincidence of the axes of the grips, which is characterized by the maximum bending strain component ε
b,max,mc
NOTE Machine misalignment is manifested by the existence of a lateral offset and/or an angular offset between the
loading axes of the upper and lower grips.
3.8
machine aspect
reference to the test machine’s front, back, left and right
3.9
maximum bending strain
ε
b,max
vector quantity with the largest bending strain magnitude in a given cross-sectional plane
NOTE Maximum bending strain vector is characterized by a magnitude, a direction and a discrete point of application.
3.10
percentage bending
β
maximum bending strain times 100 and divided by the average axial strain
3.11
measurement plane
cross-sectional plane in the alignment cell in which the transverse axes of a set of strain gauges are positioned
3.12
measurement orientations
position of the alignment cell (0°, 90°, 180° and 270°), about its longitudinal axis, which defines the location of
gauge 1 or a permanent mark on the alignment cell’s surface, with respect to the front of the machine
NOTE The front of the machine is the R-direction.
3.13
parallel length
L
p
parallel portion of the reduced section of the alignment cell
3.14
proportional limit
greatest stress that a material is capable of sustaining elastically, i.e. without any deviation from proportionality
of stress to strain
3.15
R-direction
fixed reference direction with respect to the frame of the testing machine
NOTE Typically, it is the direction from the centre towards the front of the machine.
3.16
strain gauge axial separation
L
g
axial distance on the alignment cell between the upper and lower measurement planes
2 © ISO 2012 – All rights reserved

3.17
strain gauge transverse separation
W
g
transverse distance on the
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 23788
Première édition
2012-07-01
Matériaux métalliques — Vérification
de l'alignement axial des machines
d'essai de fatigue
Metallic materials — Verification of the alignment of fatigue testing
machines
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2012
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 3
5 Exigences relatives aux mesures . 4
5.1 Machine d'essai . 4
5.2 Cellule d'alignement . 4
5.3 Conception et fabrication . 5
5.3.1 Conception . 5
5.3.2 Dimensions des cellules d'alignement des sections circulaires . 5
5.3.3 Dimensions des cellules d'alignement des sections rectangulaires épaisses . 6
5.3.4 Dimensions des cellules d'alignement des sections rectangulaires minces . 6
5.4 Usinage . 6
5.5 Inspection avant fixation des jauges de déformation . 6
5.6 Instrumentation à l'aide de jauges de déformation . 7
5.7 Vérification du système . 7
6 Calculs des mesures d'alignement .8
6.1 Généralités . 8
6.2 Cellule d'alignement cylindrique . 8
6.3 Cellule d'alignement rectangulaire épaisse . 9
6.4 Cellule d'alignement rectangulaire mince . 10
6.5 Classification de l'alignement de la machine . 10
7 Procédure de vérification de l'alignement de la machine .11
7.1 Objet et fréquence . 11
7.2 Mode opératoire . 11
8 Rapport .12
8.1 Informations de base . 12
8.2 Informations spéciales .13
Annexe A (informative) Causes de flexion et de défaut d'alignement des éprouvettes dans
les machines d'essai de fatigue .19
Annexe B (normative) Évaluation de l'incertitude dans les mesures d'alignement .21
Annexe C (informative) Méthode de mesure de la rigidité latérale de la machine .24
Annexe D (informative) Configuration à trois jauges de déformation .26
Annexe E (informative) Détermination de la contribution à la flexion due aux imperfections
inhérentes à un dispositif de cellule d'alignement cylindrique .29
Annexe F (informative) Exemple numérique .31
Annexe G (normative) Jauge d'alignement — Méthode d'évaluation qualitative
de l'alignement des systèmes d'essai pour éprouvettes cylindriques .32
Bibliographie .34
iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles de rédaction données dans les
Directives ISO/IEC, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des
comités membres votants.
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
iv
Introduction
L'alignement de la machine dans le contexte de la présente Norme internationale signifie la coïncidence
des axes géométriques (de chargement) des mors de serrage. Tout écart par rapport à cette situation
idéale entraîne un décalage angulaire et/ou latéral (ou un défaut d'alignement) dans le système de mise
en charge (voir Annexe A). Le défaut d'alignement se traduit par un champ de contrainte/déformation
de flexion indésirable, existant dans l'éprouvette d'essai ou le dispositif de mesure d'alignement (ci-
après «cellule d'alignement»). Le champ de contrainte/déformation de flexion se superpose au champ
de contrainte/déformation appliqué, supposé uniforme. Lors de l'essai de torsion pure, tout défaut
d'alignement entraîne un état de contrainte/déformation biaxial de torsion et flexion.
Il a été démontré que le défaut d'alignement dans le système de mise en charge des systèmes d'essai de
fatigue axiale influence de manière significative les résultats d'essai de fatigue (voir Références [1], [2]
et [3]).
Les principales causes de flexion dues à un défaut d'alignement sont invariablement une combinaison
de
— mauvaise coïncidence des axes des mors de serrage, et
— d'imperfections inhérentes à l'éprouvette ou à la cellule d'alignement elle-même.
La contribution à la flexion due à la machine d'essai reste dans l'idéal la même pour chaque éprouvette
d'essai ou cellule d'alignement. La contribution à la flexion due à l'éprouvette ou à la cellule d'alignement
varie d'un dispositif à l'autre.
Des recherches récentes (voir Références [4] et [5]) ont montré que, quelles que soient les précautions
prises lors de la fabrication d'une éprouvette ou d'un dispositif d'alignement, il existe toujours une
erreur de flexion. Les imperfections (c'est-à-dire l'excentricité et l'angularité) résultent de l'asymétrie
géométrique autour de l'axe central du dispositif et d'autres erreurs de mesure relatives au type,
au positionnement et aux performances choisis pour les jauges de déformation. L'erreur de flexion
inhérente au dispositif peut être significative et parfois même dépasser celle due au défaut d'alignement
de la machine.
Dans la présente Norme internationale, les erreurs dues aux imperfections inhérentes à la cellule
d'alignement elle-même sont éliminées. Ce résultat est obtenu en pivotant le dispositif d'alignement
de 180° autour de son axe longitudinal et en soustrayant sa contribution de la déformation de flexion
totale déterminée par la mesure. Différents dispositifs fabriqués avec le même matériau et les mêmes
dimensions nominales produisent donc raisonnablement les mêmes résultats de mesure d'alignement
(voir un exemple dans la Référence [2], Figure 10).
v
NORME INTERNATIONALE ISO 23788:2012(F)
Matériaux métalliques — Vérification de l'alignement axial
des machines d'essai de fatigue
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale décrit une méthode de vérification de l'alignement d’une machine
d'essai à l'aide d'un dispositif de mesure à jauge de déformation. Elle s'applique aux machines d'essais
dynamiques de traction/compression uniaxiale, aux machines d’essai de fatigue pour les matériaux
métalliques de torsion pure et de traction/compression plus torsion combinée .
La méthodologie décrite dans la présente Norme internationale est générique et peut être appliquée
aux machines d'essais statiques et aux essais de matériaux non métalliques.
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, font office de références normatives dans le présent
document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l'édition citée
s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document référencé s'applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux — Partie 1:
Machines d'essai de traction/compression — Vérification et étalonnage du système de mesure de force
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
alignement
coïncidence des axes de chargement des éléments du système de mise en charge, y compris l'éprouvette
d'essai
NOTE Tout écart par rapport à cette coïncidence peut entraîner des moments de flexion dans
l'éprouvette.
3.2
cellule d'alignement
dispositif de mesure soigneusement usiné, équipé de jauges de déformation pour vérifier l'alignement
d'une machine d'essai
3.3
jauge d'alignement
dispositif mécanique soigneusement usiné, composé de deux tenons et d’une bague, qui est utilisé pour
vérifier le bon alignement des mors de serrage (échec/réussite)
3.4
déformation axiale moyenne
ε
o
déformation axiale longitudinale moyenne mesurée à la surface de la cellule d'alignement au moyen
d'un ensemble de jauges de déformation situées sur le même plan de section transversale
NOTE  La déformation axiale moyenne représente la déformation au niveau du centre géométrique de la
section transver
...

2022-08-162012-07-01
ISO/TC 164/SC 5
Secrétariat: BSI
Matériaux métalliques — Vérification de l'alignement axial des
machines d'essai de fatigue
Metallic materials — Verification of the alignment of fatigue testing machines
ICS: 77.040.10
Type de document :  Norme internationale
Sous-type du document :
Stade du document :  (60) Publication
Langue du document :  F
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne
peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique
ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur l’internet ou sur un Intranet, sans
autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans 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
[e-mail]
www.iso.org
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 3
5 Exigences relatives aux mesures . 5
5.1 Machine d'essai . 5
5.2 Cellule d'alignement . 5
5.3 Conception et fabrication . 6
5.3.1 Conception . 6
5.3.2 Dimensions des cellules d'alignement des sections circulaires . 6
5.3.3 Dimensions des cellules d'alignement des sections rectangulaires épaisses . 6
5.3.4 Dimensions des cellules d'alignement des sections rectangulaires minces . 7
5.4 Usinage . 7
5.5 Inspection avant fixation des jauges de déformation . 7
5.6 Instrumentation à l'aide de jauges de déformation . 7
5.7 Vérification du système . 8
6 Calculs des mesures d'alignement . 9
6.1 Généralités . 9
6.2 Cellule d'alignement cylindrique . 9
6.3 Cellule d'alignement rectangulaire épaisse . 10
6.4 Cellule d'alignement rectangulaire mince . 11
6.5 Classification de l'alignement de la machine . 11
7 Procédure de vérification de l'alignement de la machine . 12
7.1 Objet et fréquence . 12
7.2 Mode opératoire . 12
8 Rapport . 14
8.1 Informations de base . 14
8.2 Informations spéciales . 14
Annexe A (informative) Causes de flexion et de défaut d'alignement des éprouvettes dans
les machines d'essai de fatigue . 20
Annexe B (normative) Évaluation de l'incertitude dans les mesures d'alignement . 22
Annexe C (informative) Méthode de mesure de la rigidité latérale de la machine . 25
Annexe D (informative) Configuration à trois jauges de déformation . 27
Annexe E (informative) Détermination de la contribution à la flexion due aux imperfections
inhérentes à un dispositif de cellule d'alignement cylindrique . 30
Annexe F (informative) Exemple numérique . 32
Annexe G (normative) Jauge d'alignement — Méthode d'évaluation qualitative
de l'alignement des systèmes d'essai pour éprouvettes cylindriques . 33

iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en
général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit
de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales
et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la
normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles de rédaction données dans les
Directives ISO/IEC, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de
Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote.
Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
iv
Introduction
L'alignement de la machine dans le contexte de la présente Norme internationale signifie la coïncidence
des axes géométriques (de chargement) des mors de serrage. Tout écart par rapport à cette situation
idéale entraîne un décalage angulaire et/ou latéral (ou un défaut d'alignement) dans le système de mise
en charge (voir Annexe A). Le défaut d'alignement se traduit par un champ de contrainte/déformation de
flexion indésirable, existant dans l'éprouvette d'essai ou le dispositif de mesure d'alignement (ci-après
«cellule d'alignement»). Le champ de contrainte/déformation de flexion se superpose au champ de
contrainte/déformation appliqué, supposé uniforme. Lors de l'essai de torsion pure, tout défaut
d'alignement entraîne un état de contrainte/déformation biaxial de torsion et flexion.
Il a été démontré que le défaut d'alignement dans le système de mise en charge des systèmes d'essai de
fatigue axiale influence de manière significative les résultats d'essai de fatigue (voir Références [1], [2]
et [3]).
Les principales causes de flexion dues à un défaut d'alignement sont invariablement une combinaison de
— mauvaise coïncidence des axes des mors de serrage, et
— d'imperfections inhérentes à l'éprouvette ou à la cellule d'alignement elle-même.
La contribution à la flexion due à la machine d'essai reste dans l'idéal la même pour chaque éprouvette
d'essai ou cellule d'alignement. La contribution à la flexion due à l'éprouvette ou à la cellule d'alignement
varie d'un dispositif à l'autre.
Des recherches récentes (voir Références [4] et [5]) ont montré que, quelles que soient les précautions
prises lors de la fabrication d'une éprouvette ou d'un dispositif d'alignement, il existe toujours une erreur
de flexion. Les imperfections (c'est-à-dire l'excentricité et l'angularité) résultent de l'asymétrie
géométrique autour de l'axe central du dispositif et d'autres erreurs de mesure relatives au type, au
positionnement et aux performances choisis pour les jauges de déformation. L'erreur de flexion inhérente
au dispositif peut être significative et parfois même dépasser celle due au défaut d'alignement de la
machine.
Dans la présente Norme internationale, les erreurs dues aux imperfections inhérentes à la cellule
d'alignement elle-même sont éliminées. Ce résultat est obtenu en pivotant le dispositif d'alignement de
180° autour de son axe longitudinal et en soustrayant sa contribution de la déformation de flexion totale
déterminée par la mesure. Différents dispositifs fabriqués avec le même matériau et les mêmes
dimensions nominales produisent donc raisonnablement les mêmes résultats de mesure d'alignement
(voir un exemple dans la Référence [2], Figure 10).
v
NORME INTERNATIONALE ISO 23788:2012(F)

Matériaux métalliques — Vérification de l'alignement axial
des machines d'essai de fatigue
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale décrit une méthode de vérification de l'alignement d’une machine
d'essai à l'aide d'un dispositif de mesure à jauge de déformation. Elle s'applique aux machines d'essais
dynamiques de traction/compression uniaxiale, aux machines d’essai de fatigue pour les matériaux
métalliques de torsion pure et de traction/compression plus torsion combinée .
La méthodologie décrite dans la présente Norme internationale est générique et peut être appliquée aux
machines d'essais statiques et aux essais de matériaux non métalliques.
2 Références normatives
Les documents suivants, en totalité ou en partie, font office de références normatives dans le présent
document et sont indispensables à son application. Pour les références datées, seule l'édition citée
s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document référencé s'applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification — Vérification des machines pour essais
statiques uniaxiaux — Partie 1: Machines d'essai de traction/compression — Étalonnage — Vérification et
vérificationétalonnage du système de mesure de force
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
alignement
coïncidence des axes de chargement des éléments du système de mise en charge, y compris l'éprouvette
d'essai
Note 1 à l'article: Tout écart par rapport à cette coïncidence peut entraîner des moments de flexion dans
l'éprouvette.
3.2
cellule d'alignement
dispositif de mesure soigneusement usiné, équipé de jauges de déformation pour vérifier l'alignement
d'une machine d'essai
3.3
jauge d'alignement
dispositif mécanique soigneusement usiné, composé de deux tenons et d’une bague, qui est utilisé pour
vérifier le bon alignement des mors de serrage (échec/réussite)
3.4
déformation axiale moyenne
ε
o
déformation axiale longitudinale moyenne mesurée à la surface de la cellule d'alignement au moyen d'un
ensemble de jauges de déformation situées sur le même plan de section transversale
Note 1 à l'article: La déformation axiale moyenne représente la déformation au niveau du centre géométrique de la
section transversale.
3.5
système de mise en charge
tous les composants figurant entre la traverse et le vérin inclus
Note 1 à l'article: Le système de mise en charge comprend l'éprouvette.
3.6
déformation de flexion
ε
b
différence entre la déformation locale mesurée par une jauge de déformation et la déformation axiale
moyenne
Note 1 à l'article: La déformation de flexion est un vecteur caractérisé par une amplitude, une direction et un point
d'application. En général, elle varie d'un point à l'autre de la surface de la cellule d'alignement.
3.7
alignement de la machine
coïncidence des axes des mors de serrage, qui est caractérisée par l'élément de déformation de flexion
maximale ε
b,max,mc
Note 1 à l'article: Un défaut d'alignement de la machine se manifeste par l'existence d'un décalage latéral et/ou d'un
décalage angulaire entre les axes de chargement des mors de serrage supérieurs et inférieurs.
3.8
aspect de la machine
référence à l'avant, à l'arrière et aux côtés gauche et droit de la machine d'essai
3.9
déformation de flexion maximale
ε
b,max
grandeur vectorielle ayant l'amplitude de déformation de flexion la plus importante dans un plan de
section transversale donné
Note 1 à l'article: Le vecteur de déformation de flexion maximale est caractérisé par une amplitude, une direction
et un point d'application.
3.10
p
...