ISO 12135:2002

Metallic materials — Unified method of test for the determination of quasistatic fracture toughness

International Standard ISO 12135 specifies methods for determining fracture toughness in terms of K, δ, J and R-curves for homogeneous metallic materials subjected to quasistatic loading. Specimens are notched, precracked by fatigue and tested under slowly increasing displacement.

Matériaux métalliques — Méthode unifiée d'essai pour la détermination de la ténacité quasi statique

L'ISO 12135 spécifie des méthodes permettant de déterminer la ténacité en termes de K, δ, J et courbes R pour des matériaux métalliques homogènes soumis à un chargement quasi statique. Les éprouvettes sont entaillées, préfissurées par fatigue et sollicitées en déplacement imposé croissant à vitesse lente.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 05-Dec-2002
• Withdrawal Date: 05-Dec-2002
• 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: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 09-Nov-2016

Relations

• Revised: ISO 12135:2016 - Metallic materials — Unified method of test for the determination of quasistatic fracture toughness
• Effective Date: 12-Nov-2011

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12135
First edition
2002-12-01


Metallic materials — Unified method of test
for the determination of quasistatic fracture
toughness
Matériaux métalliques — Méthode unifiée d'essai pour la détermination de
la ténacité quasi statique




Reference number
ISO 12135:2002(E)
©
 ISO 2002

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
PDF disclaimer
This PDF file may contain embedded typefaces. In accordance with Adobe's licensing policy, this file may be printed or viewed but shall not
be edited unless the typefaces which are embedded are licensed to and installed on the computer performing the editing. In downloading this
file, parties accept therein the responsibility of not infringing Adobe's licensing policy. The ISO Central Secretariat accepts no liability in this
area.
Adobe is a trademark of Adobe Systems Incorporated.
Details of the software products used to create this PDF file can be found in the General Info relative to the file; the PDF-creation parameters
were optimized for printing. Every care has been taken to ensure that the file is suitable for use by ISO member bodies. In the unlikely event
that a problem relating to it is found, please inform the Central Secretariat at the address given below.


©  ISO 2002
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.ch
Printed in Switzerland

ii © ISO 2002 – All rights reserved

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
Contents Page
Foreword . vii
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols and designations. 3
5 General requirements. 5
6 Determination of fracture toughness for stable and unstable crack extension. 28
7 Determination of resistance curves δ-∆a and J-∆a and initiation toughness δ and J and
0,2BL 0,2BL
δ and J for stable crack extension . 36

i i
8 Test report. 42
Annex A (informative) Determination of δ and J . 47
i i
Annex B (normative) Crack plane orientation .52
Annex C (informative) Example test reports. 54
Annex D (normative) Stress intensity factor coefficients and compliance relationships . 63
displacement V . 65
M1
Annex E (informative) Measurement of load-line displacement q in the three-point bend test. 68
Annex F (informative) Derivation of pop-in equations. 73
Annex G (informative) Analytical methods for the determination of V and U . 75
p p
Annex H (informative) Guidelines for single-specimen methods. 77
[39]
Annex I (normative) Power-law fits to crack extension data . 91
Bibliography. 92



© ISO 2002 – All rights reserved iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
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 3.
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 International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 12135 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee SC 4,
Toughness testing — Fracture (F), Pendulum (P), Tear (T).
Annexes B, D and I form a normative part of this International Standard. Annexes A, C, E, F, G and H are for
information only.
iv © ISO 2002 – All rights reserved

---------------------- Page: 4 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 12135:2002(E)

Metallic materials — Unified method of test for the determination
of quasistatic fracture toughness
1 Scope
This International Standard specifies methods for determining fracture toughness in terms of K, δ, J and R-curves
for homogeneous metallic materials subjected to quasistatic loading. Specimens are notched, precracked by
fatigue and tested under slowly increasing displacement.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
ISO 3785:1976, Steel — Designation of test piece axes
1)
ISO 7500-1:— , Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system
ISO 9513:1999, Metallic materials — Calibration of extensometers used in uniaxial testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this International Standard the following terms and definitions apply.
3.1
stress intensity factor
K
magnitude of the elastic stress-field singularity for a homogeneous, linear-elastic body
NOTE The stress intensity factor is a function of applied force, crack length, specimen size and specimen geometry.
3.2
crack-tip opening displacement
δ
relative displacement of the crack surfaces normal to the original (undeformed) crack plane at the tip of the fatigue
precrack

1) To be published. (Revision of ISO 7500-1:1999)
© ISO 2002 – All rights reserved 1

---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
3.3
J-integral
line or surface integral that encloses the crack front from one crack surface to the other and characterizes the local
stress-strain field at the crack tip
3.4
J
loading parameter, equivalent to the J-integral, specific values of which, experimentally determined by this method
of test (J , J , J ,…), characterize fracture toughness under conditions of non-negligible crack-tip plasticity
c i u
3.5
stable crack extension
crack extension which stops or would stop when the applied displacement is held constant as a test progresses
under displacement control
3.6
unstable crack extension
abrupt crack extension occurring with or without prior stable crack extension
3.7
pop-in
abrupt discontinuity in the force versus displacement record, featured as a sudden increase in displacement and,
generally, a decrease in force
NOTE 1 Displacement and force subsequently increase beyond their values at pop-in.
NOTE 2 When conducting tests by this method, pop-ins may result from unstable crack extension in the plane of the
precrack and are to be distinguished from discontinuity indications arising from: i) delaminations or splits normal to the precrack
plane; ii) roller or pin slippage in bend or compact specimen load trains, respectively; iii) improper seating of displacement
gauges in knife edges; iv) ice cracking in low-temperature testing; v) electrical interference in the instrument circuitry of force
and displacement measuring and recording devices.
3.8
crack extension resistance curves (R-curves)
variation in δ or J with stable crack extension
2 © ISO 2002 – All rights reserved

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
4 Symbols and designations
See Table 1.
Table 1 — Symbols and their designations
Symbol Unit Designation
a mm Nominal crack length (for the purposes of fatigue precracking, an assigned value less than a )
o
a
mm Final crack length (a + ∆a)
f
o
a mm Instantaneous crack length
i
a
mm Length of machined notch
m
a mm Initial crack length
o
∆a mm Stable crack extension including blunting
∆a mm Crack extension limit for δ or J controlled crack extension
max
B mm Specimen thickness
B mm Specimen net thickness between side grooves
N
C m/N Specimen elastic compliance
E GPa Modulus of elasticity at the pertinent temperature
F kN Applied force
F
kN Applied force at the onset of unstable crack extension or pop-in when ∆a is less than 0,2 mm
c
offset from the construction line
F kN Maximum fatigue precracking force
f
2
J Experimental equivalent to the J-integral
MJ/m
J 2 Size sensitive fracture resistance J at onset of unstable crack extension or pop-in when stable
c(B) MJ/m
crack extension is less than 0,2 mm offset from the construction line (B = specimen thickness in
mm)
2
J J at upper limit of J-controlled crack extension
MJ/m
g
2
J Fracture J at initiation of stable crack extension
MJ/m
i
J 2 Size sensitive fracture resistance J at the first attainment of a maximum force plateau for fully
m(B) MJ/m
plastic behaviour (B = specimen thickness in mm)
2
J Limit of J-R material behaviour defined by this method of test
MJ/m
max
J 2 Size sensitive fracture resistance J at the onset of unstable crack extension or pop-in when the
u(B) MJ/m
event is preceded by stable crack extension equal to or greater than 0,2 mm offset from the
construction line (B = specimen thickness in mm)
2
J Size sensitive fracture resistance J at the onset of unstable crack extension or pop-in when
MJ/m
uc(B)
stable crack extension cannot be measured (B = specimen thickness in mm)
J 2 J uncorrected for stable crack extension
o MJ/m
2
J Size insensitive fracture resistance J at 0,2 mm stable crack extension offset from the
MJ/m
0,2BL
construction line
2
J Size sensitive fracture resistance J at 0,2 mm stable crack extension offset from the construction
MJ/m
0,2BL(B)
line (B = specimen thickness in mm)
K Stress intensity factor
MPa m

© ISO 2002 – All rights reserved 3

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Designation
K Maximum value of K during the final stages of fatigue precracking
f
MPa m
K
Plane strain fracture toughness
lc
MPa m
K A provisional value of K
Q lc
MPa m
q mm Load-point displacement
R
MPa Ultimate tensile strength perpendicular to crack plane at the test temperature
m
R MPa 0,2 % offset yield strength perpendicular to crack plane at the test temperature
p0,2
S mm Span between outer loading points in a three-point bend test
T °C Test temperature
U J Area under plot of force F versus specimen load-point displacement q at the load-line
U Elastic component of U
J
e
U J Plastic component of U
p
V mm Notch-opening displacement
V mm Elastic component of V
e
V Plastic component of V
mm
p
W mm Width of test specimen
z
mm For bend and straight-notch compact specimens, the initial distance of the notch opening gauge
measurement position from the notched edge of the specimen, either further from the crack tip
[+ z in Figure 8b)] or closer to the crack tip (− z); or, for a stepped-notch compact specimen, the
initial distance of the notch opening gauge measurement position either beyond (+ z) or before
(− z) the initial load-line.
mm Crack-tip opening displacement (CTOD)
δ
δ mm
Size sensitive fracture resistance δ at the onset of unstable crack extension or pop-in when
c(B)
stable crack extension is less than 0,2 mm crack offset from the construction line (B = specimen

thickness in mm)
δ mm δ at the limit of δ-controlled crack extension
g
δ mm Fracture resistance δ at initiation of stable crack extension
i
δ mm
Size sensitive fracture resistance δ at the first attainment of a maximum force plateau for fully
m(B)

plastic behaviour (B = specimen thickness in mm)
δ mm Limit of δ-R defined by this method of test
max
δ mm
Size sensitive fracture resistance δ at the onset of unstable crack extension or pop-in when the
u(B)
event is preceded by stable crack extension equal to or greater than 0,2 mm offset from the

construction line (B = specimen thickness in mm)
mm
δ Size sensitive fracture resistance δ at the onset of unstable crack extension or pop-in when
uc(B)
stable crack extension cannot be measured (B = specimen thickness in mm)
mm
δ δ uncorrected for stable crack extension
o
mm
δ Size insensitive fracture resistance δ at 0,2 mm crack extension offset from construction line
0,2BL
(B = specimen thickness in mm)
4 © ISO 2002 – All rights reserved

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
Table 1 (continued)
Symbol Unit Designation
δ mm
Size sensitive fracture resistance δ at 0,2 mm stable crack extension offset from construction
0,2BL(B)
line (B = specimen thickness in mm)
ν 1 Poisson's ratio
NOTE 1 This is not a complete list of parameters. Only the main parameters are given here, other parameters are referred
to in the text.
NOTE 2 The values of all parameters used in calculations are assumed to be those measured or calculated for the
temperature of the test, unless otherwise specified.

5 General requirements
5.1 General
The fracture toughness of metallic materials can be characterized in terms of either specific (single point) values
(see clause 6), or a continuous curve relating fracture resistance to crack extension over a limited range of crack
extension (see clause 7). The procedures and parameters used to measure fracture toughness vary depending
upon the level of plasticity realized in the test specimen during the test. Under any given set of conditions, however,
any one of the fatigue-precracked test specimen configurations specified in this method may be used to measure
any of the fracture toughness parameters considered. In all cases, tests are performed by applying slowly
increasing displacements to the test specimen and measuring the forces and displacements realized during the
test. The forces and displacements are then used in conjunction with certain pre-test and post-test specimen
measurements to determine the fracture toughness that characterizes the material’s resistance to crack extension.
Details of the test specimens and general information relevant to the determination of all fracture parameters are
given in this method. A flow-chart illustrating the way this method can be used is presented in Figure 1.
Characteristic types of force versus displacement records obtained in fracture toughness tests are shown in
Figure 2.
© ISO 2002 – All rights reserved 5

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 12135:2002(E)

Figure 1 — General flowchart showing how to use the standard method of test
6 © ISO 2002 – All rights reserved

---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 12135:2002(E)

NOTE 1 F is the maximum force used in the determination of a provisional K (see Figure 16).
Q lc
NOTE 2 F , F and F correspond to either δ , δ and δ respectively, or J , J and J respectively.
c u m c u m c u m
NOTE 3 Pop-in behaviour is a function of the testing machine/specimen compliance and the recorder response rate.
a
Fracture.
b
Pop-in.
Figure 2 — Characteristics types of force versus displacement records in fracture tests

5.2 Fracture parameters
Specific (point) values of fracture toughness are determined from individual specimens to define the onset of
unstable crack extension or describe stable crack extension.
NOTE K characterizes the resistance to extension of a sharp crack so that i) the state of stress near the crack front
lc
closely approximates plane strain and ii) the crack tip plastic zone is small compared with the specimen crack size, thickness,
and ligament ahead of the crack.
K is considered a size-insensitive measurement of fracture toughness under the above conditions. Certain test
lc
criteria shall be met in order to qualify a measurement of K .
lc
The parameters δ , J , δ , J , δ and J also characterize the resistance of a material to unstable extension of a
c c u u uc uc
sharp crack. However, these measurements are regarded as size-sensitive and as such characterize only the
specimen thickness tested. The specimen thickness is thus noted in millimetre units in parentheses appended to
the parameter symbol when reporting a test result.
When stable crack extension is extensive, test procedure and fracture toughness measurement shall be performed
as specified in clause 7. Stable crack extension is characterized either in terms of crack tip opening displacement
δ and fracture toughness J parameters, or of a continuous δ- and J-resistance curve. The values δ
0,2BL 0,2BL 0,2BL
and J regarded as specimen size insensitive, are engineering estimates of the onset of stable crack extension,
0,2BL,
not to be confused with the actual initiation toughness δ and J Measurement of δ and J is described in annex A.
i i. i i
Two procedures are available for determining δ and J . The multiple specimen procedure requires several
0,2BL 0,2BL
nominally identical specimens to be monotonically loaded, each to different amounts of displacement.
© ISO 2002 – All rights reserved 7

---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
Measurements of force and displacement are made and recorded. Specimen crack fronts are marked (e.g. by heat
tinting or post-test fatiguing) after testing, thus enabling measurement of stable crack extension on the specimen
halves after each specimen is broken open. Post-test cooling of ferritic steel specimens to ensure brittle behaviour
may be helpful in preserving crack front markings prior to breaking open the specimens.
A minimum of six specimens is required by the multiple-specimen method. When material availability is limited, a
single-specimen procedure based on either unloading compliance or the potential drop technique may be used.
There is no restriction on the single-specimen procedure providing sufficient accuracy can be demonstrated. In all
cases, certain criteria are to be met before δ or J values and δ- or J-resistance curves are qualified by this
0,2BL 0,2BL
standard method of test.
5.3 Fracture toughness symbols
Fracture toughness symbols identified in this International Standard are given in Table 2.
Table 2 — Fracture toughness symbols
Size sensitive quantities
Qualifying limits
Parameter Size insensitive quantities (specific to thickness
to R-curves
B tested)
K
K

lc
δ
c(B)
δ
i
δ δ δ (∆a )
δ
0,2BL(B) g, g max
δ
0,2BL
δ , δ , δ
u(B) uc(B) m(B)
J
c(B)
J
i
J
J J J (∆a )
0,2BL(B)
g, g max
J
0,2BL
J , J , J
u(B) uc(B) m(B)

5.4 Test specimens
5.4.1 Specimen configuration and size
Dimensions and tolerances of specimens shall conform to Figures 3 to 5.
8 © ISO 2002 – All rights reserved

---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
Surface roughness values in micrometres

NOTE 1 The intersection of the crack starter notch tips with the two specimen surfaces shall be equally distant from the top
and bottom edges of the specimen to within 0,005 W.
NOTE 2 Integral or attachable knife edges for clip gauge attachment may be used (see Figures 8 and 9).
NOTE 3 For starter notch and fatigue crack configuration, see Figure 6.
NOTE 4 1,0 u W/B u 4,0 (W/B = 2 preferred).
NOTE 5 0,45 u a/W u 0,70.
a
See Figures 6 to 8 and 5.4.2.3.
Figure 3 — Proportional dimensions and tolerances for bend specimen
© ISO 2002 – All rights reserved 9

---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
Surface roughness values in micrometres

NOTE 1 The intersection of the crack starter notch tips with the two specimen surfaces shall be equally distant from the top
and bottom edges of the specimen to within 0,005 W.
NOTE 2 Integral or attachable knife edges for clip gauge attachment may be used (see Figures 8 and 9).
NOTE 3 For starter notch and fatigue crack configuration, see Figure 6.
NOTE 4 0,8 u W/B u 4,0 (W/B = 2 preferred).
NOTE 5 0,45 u a/W u 0,70.
+ 0,004W
NOTE 6 Alternative pin hole diameter, ∅ 0,188 W
0
a
See Figures 6 to 8 and 5.4.2.3.
Figure 4 — Proportional dimensions and tolerances for straight-notch compact specimen
10 © ISO 2002 – All rights reserved

---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
Surface roughness values in micrometres

NOTE 1 The intersection of the crack starter notch tips with the two specimen surfaces shall be equally distant from the top
and bottom edges of the specimen to within 0,005 W.
NOTE 2 Integral or attachable knife edges for clip gauge attachment may be used (see Figures 8 and 9).
NOTE 3 For starter notch and fatigue crack configuration, see Figure 6.
NOTE 4 0,8 u W/B u 4,0 (W/B = 2 preferred).
NOTE 5 0,45 u a/W u 0,70
NOTE 6 Second step may not be necessary for some clip gauges; configuration optional providing fatigue crack starter notch
and fatigue crack fit within the envelope represented in Figure 6.
+ 0,004W
NOTE 7 Alternative pin hole diameter, ∅ 0,188 W . When this pin size in used, notch opening may be increased to
0
0,21 W maximum.
a
See Figures 6 to 8.
Figure 5 — Proportional dimensions and tolerances for stepped-notch compact specimen
© ISO 2002 – All rights reserved 11

---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
The choice of specimen design shall take into consideration the likely outcome of the test (see Figure 1), any
preference for δ or J fracture toughness values, the crack plane orientation of interest (annex B) and the quantity
and condition of test material available.
NOTE 1 All specimen designs (Figures 3 to 5) are suitable for determining K , δ and J values, although there are special
lc
procedural requirements for J values calculated from measurements made away from the load line. Table 3 provides guidance
on specimen size for K measurement.
lc
Table 3 — Minimum recommended thickness for K testing
lc
Yield Strength Thickness
Young’s Modulus mm
75
W 0,005 0 < 0,005 7
W 0,005 7 < 0,006 2 63
W 0,006 2 50
< 0,006 5
W 0,006 5 < 0,006 8 44
W 0,006 8 38
< 0,007 1
W 0,007 1 < 0,007 5 32
W 0,007 5 25
< 0,008 0
W 0,008 0 < 0,008 5 20
W 0,008 5 13
< 0,010 0
7
W 0,010 0

NOTE 2 When notch opening displacement V is measured on the load line, V = q for the stepped-notch compact specimen
(see Figure 5). The stepped-notch specimen is thus equally useful for the determination of values of K , δ and J.
lc
NOTE 3 For both the bend and compact configurations, a specimen width-to-thickness ratio (W/B) of 2 is preferred, but
values ranging from 1 to 4 for bend specimens and 0,8 to 4 for compact specimens are allowed. Evidence suggests that
specimen proportions of W/B = 4 yield slightly higher R-curves than the lesser proportions of W/B = 2.
5.4.2 Specimen preparation
5.4.2.1 Material condition
Specimens shall be machined from material in the final heat treated and/or mechanically worked condition.
NOTE 1 In the exceptional circumstance where a material cannot be machined in its final heat treated condition, such final
heat treatment may be carried out after machining providing that the specimen’s required dimensions and tolerances, shape,
and surface finishes are met, and full account is taken of the effects of specimen dimensions on the metallurgical condition
induced by certain heat treatments; e.g., water quenching of steels.
NOTE 2 Residual stresses can influence the measurement of quasistatic fracture toughness. The effect can be significant
when test coupons are taken from material that characteristically embodies residual stress fields; e.g. weldments, complex
shapes such as die forgings, stepped extrusions, castings where full stress relief is not possible, or parts with intentionally-
induced residual stresses. Specimens taken from such products that contain residual stresses will likewise themselves contain
residual stress. While extraction of the specimen in itself partially relieves and redistributes the pattern of residual stress, the
remaining magnitude can still cause significant error in the ensuing test. Residual stress is superimposed on applied stress and
results in actual crack-tip stress intensity that is different from that based solely on externally applied forces or displacements.
Distortion during specimen machining, specimen configuration dependence, and irregular crack extension during fatigue
precracking (such as excessive crack front curvature or out-of-plane growth) will often indicate influential residual stresses.
Crack-mouth-opening displacement at zero applied force (crack closure effect) is indicative of residual stresses that can affect
the subsequent fracture toughness measurement.
12 © ISO 2002 – All rights reserved

---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
5.4.2.2 Crack plane orientation
Orientation of the crack plane shall be decided before machining, identified in accordance with the coordinate
systems in annex B and ISO 3785 then recorded along with other specimen and material information in accordance
with example test report C.1: Specimen, material and test environment (annex C).
NOTE Fracture toughness values depend on crack plane orientation and direction of crack extension in relation to the
principal directions of mechanical working, grain flow and other anisotropy.
5.4.2.3 Machining
a) The specimen notch profile shall not exceed the envelope shown in Figure 6. The root radius of a milled notch
shall be no greater than 0,10 mm. Sawn, disk ground, or spark-eroded notches shall not have a width greater
o
than 0,15 mm. The plane of the specimen notch shall be perpendicular to the specimen surfaces to within 2

a) Envelope b) Notch geometries
a
Machined notch
b
Fatigue precrack.
c
Spark eroded or machined slit.
d
Edge of bend specimen or load-line of compact specimen.
Figure 6 — Acceptable fatigue crack envelope and crack starter notches (see Figures 7 and 8)
NOTE If fatigue crack initiation and/or propagation is a problem, a chevron notch configuration as shown in Figure 7 may
be used.
© ISO 2002 – All rights reserved 13

---------------------- Page: 17 ----------------------
ISO 12135:2002(E)
Dimensions in millimetres

NOTE 1 A = C ± 0,010 W.
NOTE 2 Chevron notch root radii shall not exceed 0,25 mm.
NOTE 3 Cutter tip angle 90° maximum.
NOTE 4 For the purposes of 8.2.2, a is the greater of A and C.
m
a
See Figure 6.
Figure 7 — Chevron notch
b) Specimen knife edges may be integral or attached. Suitable designs are shown in Figures 8 and 9. The
dimension 2x in Figures 8 and 9 shall be within the working range of the notch opening displacement gauge,
and the knife edges shall be square with the specimen surfaces and parallel to each other to within 0,5°. For
both types,
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 12135
Première édition
2002-12-01


Matériaux métalliques — Méthode unifiée
d'essai pour la détermination de la ténacité
quasi statique
Metallic materials — Unified method of test for the determination of
quasistatic fracture toughness




Numéro de référence
ISO 12135:2002(F)
©
 ISO 2002

---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
PDF – Exonération de responsabilité
Le présent fichier PDF peut contenir des polices de caractères intégrées. Conformément aux conditions de licence d'Adobe, ce fichier peut
être imprimé ou visualisé, mais ne doit pas être modifié à moins que l'ordinateur employé à cet effet ne bénéficie d'une licence autorisant
l'utilisation de ces polices et que celles-ci y soient installées. Lors du téléchargement de ce fichier, les parties concernées acceptent de fait la
responsabilité de ne pas enfreindre les conditions de licence d'Adobe. Le Secrétariat central de l'ISO décline toute responsabilité en la
matière.
Adobe est une marque déposée d'Adobe Systems Incorporated.
Les détails relatifs aux produits logiciels utilisés pour la création du présent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du
fichier; les paramètres de création PDF ont été optimisés pour l'impression. Toutes les mesures ont été prises pour garantir l'exploitation de
ce fichier par les comités membres de l'ISO. Dans le cas peu probable où surviendrait un problème d'utilisation, veuillez en informer le
Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.


©  ISO 2002
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, 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 et les microfilms, sans l'accord écrit de l’ISO à
l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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.ch
Imprimé en Suisse

ii © ISO 2002 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
Sommaire Page
Avant-propos . vii
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et désignations. 3
5 Prescriptions générales. 5
6 Détermination de la ténacité en modes de propagation stable et instable de la fissure. 28
7 Détermination des courbes de résistance δ-∆a et J-∆a et ténacité à l’amorçage δ et
0,2BL
J et δ et J en mode de propagation stable de fissure. 36
0,2BL i i
8 Rapport d'essai. 43
Annexe A (informative) Détermination de δ et J . 48
i i
Annexe B (normative) Orientation du plan de la fissure. 52
Annexe C (informative) Exemples de rapports d'essai. 54
Annexe D (normative) Coefficients du facteur d'intensité de contrainte et relations de complaisance. 63
Annexe E (informative) Mesurage du déplacement du point d’application de la force, q, pour l'essai
de flexion trois points. 68
Annexe F (informative) Équations d'instabilité relatives aux à-coups (pop-ins) . 73
Annexe G (informative) Méthodes analytiques pour la détermination de V et de U . 75
p p
Annexe H (informative) Directives générales pour les méthodes à une seule éprouvette . 77
[39]
Annexe I (normative) Ajustements de la loi puissance aux données de propagation de fissure . 91
Bibliographie. 92



© ISO 2002 – Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
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 appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale 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.
L'ISO 12135 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux, sous-comité
SC 4, Essais de ténacité — Fracture (F), Pendulum (P), Déchirage (T).
Les annexes B, D et I constituent des éléments normatifs de la présente Norme internationale. Les annexes A, C,
E, F, G et H sont données uniquement à titre d’infomation.

iv © ISO 2002 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 4 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 12135:2002(F)

Matériaux métalliques — Méthode unifiée d'essai pour la
détermination de la ténacité quasi statique
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes permettant de déterminer la ténacité en termes de K, δ, J
et courbes R pour des matériaux métalliques homogènes soumis à un chargement quasi statique. Les éprouvettes
sont entaillées, préfissurées par fatigue et sollicitées en déplacement imposé croissant à vitesse lente.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 3785:1976, Acier — Désignation des axes des éprouvettes
1)
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
ISO 9513:1999, Matériaux métalliques — Étalonnage des extensomètres utilisés lors d'essais uniaxiaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
facteur d'intensité de contrainte
K
grandeur exprimant la singularité élastique du champ de contrainte pour un corps linéaire élastique homogène
NOTE Le facteur d'intensité de contrainte est fonction de la force appliquée, de la longueur de la fissure, de la taille de
l'éprouvette et de sa forme.
3.2
écartement à fond de fissure
δ
déplacement relatif des surfaces de la fissure perpendiculairement au plan original de la fissure (non déformé) à
l'extrémité de la fissure de fatigue

1) À publier. (Révision de l’ISO 7500-1:1999)
© ISO 2002 – Tous droits réservés 1

---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
3.3
intégrale J
intégrale de contour linéique ou surfacique qui englobe le front de fissure à partir de l’une des surfaces de la
fissure jusqu'à l'autre et caractérise le champ local de contrainte ou déformation à l'extrémité de la fissure
3.4
J
valeurs spécifiques (J , J , J .), équivalentes à l’intégrale de J, déterminées expérimentalement par la présente
c i u
méthode d'essai, qui caractérisent la ténacité dans des conditions de plasticité en pointe de fissure
3.5
propagation stable de fissure
propagation de fissure qui, en déplacement imposé, s'arrête lorsque le déplacement appliqué est maintenu
constant
3.6
propagation instable de fissure
propagation de fissure brutale survenant avec ou sans propagation stable antérieure de la fissure
3.7
à-coup
2)
pop-in
discontinuité brutale dans l'enregistrement de la charge en fonction du déplacement, caractérisée par une
augmentation soudaine du déplacement accompagnée généralement par une diminution de la force
NOTE 1 Le déplacement et la force croissent de nouveau ensemble après l’à-coup au-delà de la valeur atteinte par la force
après l’à-coup.
NOTE 2 Dans cette méthode d’essai, l’à-coup est lié à la propagation instable de la fissure dans le plan de la fissure de
fatigue, et il se distingue des discontinuités relevées sur les courbes force-déplacement provoquées par i) des délaminages ou
séparations de matière qui se produisent dans des plans perpendiculaires au plan de la fissure de fatigue; ii) des glissements
des rouleaux de flexion ou des goupilles du montage d’essai de traction compacte; iii) un mauvais positionnement de
l’extensomètre dans les couteaux; iv) des ruptures de croûtes de givre lors d’essais à basse température; v) une interférence
électrique dans les circuits des instruments de mesure et d’enregistrement de la force et du déplacement.
3.8
courbes de résistance à la propagation de fissure
courbes R
variation de δ ou de J en fonction de la propagation stable de la fissure

2) Propagation instable de fissure par à-coup
2 © ISO 2002 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
4 Symboles et désignations
Voir Tableau 1.
Tableau 1 — Symboles et leurs désignations
Symbole Unité Désignation
Longueur nominale de fissure (lors de la préfissuration par fatigue, sa valeur est inférieure à
a mm
a )
o
a Longueur finale de la fissure (a + ∆a)
mm
f o
a Longueur instantanée de la fissure
mm
i
a Longueur de l'entaille usinée
mm
m
a Longueur initiale de la fissure
mm
o
∆a mm Amplitude de la propagation stable de la fissure qui inclut l’émoussement
∆a Amplitude limite de la propagation de fissure pour une propagation de fissure pilotée en δ ou J
mm
max
B
mm Épaisseur de l'éprouvette
B
Épaisseur nette de l'éprouvette entre rainures latérales
mm
N
C m/N Complaisance élastique de l'éprouvette
E GPa Module de Young à la température appropriée
F kN Force appliquée
Force appliquée au démarrage d’une propagation instable de la fissure ou d’un à-coup (pop-
F
kN
c
in) lorsque ∆a est inférieur à une distance de 0,2 mm au-delà de la ligne d’émoussement
F Force maximale de préfissuration par fatigue
kN
f
2
Valeur expérimentale équivalente à l'intégrale J
J MJ/m
Résistance à la rupture J dépendante de la taille à l’amorçage d'une propagation instable de
fissure ou d’un à-coup (pop-in) pour une propagation stable de fissure sur une distance
2
J
MJ/m
c(B)
inférieure à 0,2 mm depuis la ligne d’émoussement (B = épaisseur de l'éprouvette, en
millimètres)
2
J J à la limite supérieure de la propagation de fissure sous J imposé
MJ/m
g
2
J J à rupture correspondant à l'amorçage d’une propagation stable de fissure
MJ/m
i
Résistance à la rupture J dépendante de la taille à la première atteinte d'un plateau de force
2
J
MJ/m maximale dans le cas où la déformation plastique de l’éprouvette est généralisée
m(B)
(B = épaisseur de l'éprouvette, en millimètres)
2
J Limite du comportement J-R du matériau défini par la présente méthode d'essai
MJ/m
max
2
J J non corrigé associé à la propagation stable de fissure
MJ/m
o
Résistance à la rupture J dépendante de la taille au commencement d’une propagation
instable de fissure ou d’un à-coup (pop-in) lorsque l'évènement est précédé par une
2
J
MJ/m
u(B)
propagation stable de fissure sur une distance supérieure ou égale à 0,2 mm depuis la ligne
d’émoussement (B = épaisseur de l'éprouvette, en millimètres)
Résistance à la rupture J dépendante de la taille au commencement d’une propagation
2
J
instable de fissure ou d’un à-coup (pop-in) lorsque la propagation stable de fissure ne peut
MJ/m
uc(B)
être mesurée (B = épaisseur de l'éprouvette, en millimètres)
Résistance à la rupture J indépendante de la taille pour une propagation de fissure de 0,2 mm
2
J
MJ/m
0,2BL
depuis la ligne d’émoussement (BL: blunting line)

© ISO 2002 – Tous droits réservés 3

---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Désignation
Résistance à la rupture J dépendante de la taille pour une propagation de fissure de 0,2 mm
2
J
MJ/m
0,2BL(B)
depuis la ligne d’émoussement (BL: blunting line, B = épaisseur de l'éprouvette, en millimètres)
Facteur d'intensité de contrainte
K MPa m
Valeur maximale de K pendant les derniers stades de la préfissuration par fatigue
K
MPa m
f
K Facteur d'intensité de contrainte critique en déformation plane
MPa m
Ic
Valeur provisoire de K
K
MPa m Ic
Q
q mm Déplacement du point d’application de la force
Résistance à la traction dans le sens perpendiculaire au plan de fissuration à la température
R
MPa
m
de l’essai
Limite conventionnelle d'élasticité à 0,2 % dans le sens perpendiculaire au plan de fissuration
R
MPa
p0,2
à la température de l’essai
S mm Portée entre les points externes de chargement dans un essai de flexion trois points
T °C Température de l’essai
Aire sous le tracé de la courbe de la force F en fonction du déplacement du point d'application
U J
de la force sur l'éprouvette, q, au niveau de l’axe de l’application de la force
U Composante élastique de U
J
e
U Composante plastique de U
J
p
V mm Ouverture de l'entaille
V Composante élastique de V
mm
e
V Composante plastique de V
mm
p
W mm Largeur de l'éprouvette
Pour les éprouvettes de flexion et les éprouvettes compactes à entaille droite, distance initiale
entre l'emplacement de mesurage du capteur d'ouverture de l'entaille et le bord entaillé de
l'éprouvette, soit plus éloigné de l'extrémité de la fissure [+ z à la Figure 8b)], soit plus
z mm
rapproché de l'extrémité de la fissure (− z); ou, pour une éprouvette compacte à entaille
étagée, distance initiale entre l'emplacement de mesurage du capteur d'ouverture de l'entaille,
au-delà (+ z) ou en deçà (− z) de l’axe de chargement initial
δ mm Écartement à fond de fissure (CTOD)
Résistance à la rupture δ dépendante de la taille au commencement d'une propagation
instable de fissure ou d’un à-coup (pop-in) pour une propagation stable de fissure d’une
δ
mm
c(B)
distance inférieure à 0,2 mm depuis la ligne d’émoussement (B = épaisseur de l'éprouvette, en
millimètres)
δ
δ à la limite supérieure de la propagation de fissure sous δ imposé
mm
g
δ
Résistance à la rupture δ à l'amorçage d'une propagation stable de fissure
mm
i
Résistance à la rupture δ dépendante de la taille à la première atteinte d'un plateau de force
δ
mm maximale dans le cas où la déformation plastique de l’éprouvette est généralisée
m(B)
(B = épaisseur de l'éprouvette, en millimètres)
Limite du comportement δ-R du matériau défini par la présente méthode d'essai
δ
mm
max
δ δ non corrigé associée à une propagation stable de fissure
mm
o
4 © ISO 2002 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
Tableau 1 (suite)
Symbole Unité Désignation
Résistance à la rupture δ dépendante de la taille au commencement d’une propagation
instable de fissure ou d’un à-coup (pop-in) lorsque l'évènement est précédé par une
δ
mm
u(B)
propagation stable de fissure d’une distance supérieure ou égale à 0,2 mm depuis la ligne
d’émoussement (B = épaisseur de l'éprouvette, en millimètres)
Résistance à la rupture δ dépendante de la taille au commencement d’une propagation
δ
mm
instable de fissure ou d’un à-coup (pop-in) lorsque la propagation stable de fissure ne peut
uc(B)
être mesurée (B = épaisseur de l'éprouvette, en millimètres)
Résistance à la rupture δ indépendante de la taille pour une propagation de fissure de 0,2 mm
δ
mm
0,2BL
depuis la ligne d’émoussement
Résistance à la rupture δ dépendante de la taille pour une propagation de fissure de 0,2 mm
δ
mm
0,2BL(B)
depuis la ligne d’émoussement (BL: blunting line, B = épaisseur de l'éprouvette, en millimètres)
— Coefficient de Poisson
ν
NOTE 1 La présente liste de paramètres n’est pas exhaustive. Seuls les principaux paramètres sont donnés ici, les autres
sont mentionnés dans le texte.
NOTE 2 Les valeurs de tous les paramètres utilisés dans les calculs sont supposées identiques aux valeurs mesurées ou
calculées pour la température d'essai, sauf indication contraire.

5 Prescriptions générales
5.1. Généralités
La ténacité des matériaux métalliques peut être caractérisée par des valeurs spécifiques discrètes (points isolés
sur un diagramme) (voir article 6), ou bien par une fonction continue (courbe sur un diagramme) donnant la
résistance à la rupture en fonction de l'amplitude de la propagation de fissure sur une plage limitée d'amplitude de
propagation de fissure (voir article 7). Les modes opératoires et les paramètres utilisés pour mesurer la ténacité
varient selon le niveau de plasticité atteint par l'éprouvette durant l'essai. Toutefois, pour un ensemble donné de
conditions, l'une quelconque des configurations d'éprouvette préfissurée par fatigue spécifiée dans cette méthode
peut être utilisée pour mesurer n’importe lequel des paramètres de ténacité considérés. Dans tous les cas, les
essais sont réalisés en appliquant à l'éprouvette des déplacements faiblement croissants et en mesurant les forces
et les déplacements obtenus pendant l'essai. Les forces et les déplacements sont alors utilisés conjointement à
certains mesurages sur l'éprouvette, avant et après l'essai, afin de déterminer la ténacité qui caractérise la
résistance du matériau à la propagation de fissure. Des détails concernant les éprouvettes et des informations
générales relatives à la détermination de tous les paramètres de rupture sont donnés dans cette méthode. Un
logigramme illustrant la façon dont cette méthode peut être utilisée est présenté à la Figure 1. Les types
caractéristiques d'enregistrements force/déplacement obtenus lors les essais de ténacité sont donnés à la
Figure 2.
© ISO 2002 – Tous droits réservés 5

---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 12135:2002(F)

Figure 1 — Logigramme montrant comment utiliser la présente méthode d’essai
6 © ISO 2002 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 12135:2002(F)

NOTE 1 F est la force maximale utilisée pour la détermination d'une valeur provisoire de K (voir Figure 16).
Q Ic
NOTE 2 F , F et F correspondent respectivement à δ , δ et δ , ou J , J et J .
c u m c u m c u m
NOTE 3 Le comportement visible sur une courbe force-déplacement lors d’un à-coup («pop-in») est fonction de l’interaction
entre l’éprouvette et la machine d’essai selon leur complaisances respectives et, également, de la vitesse de réponse de
l’enregistreur.
a
Rupture
b
À-coup («pop-in») se traduisant par un décrochement sur l’enregistrement
Figure 2 — Enregistrements caractéristiques de la force en fonction du déplacement
obtenus lors d'essais de rupture

5.2 Paramètres de rupture
Les valeurs (ponctuelles) spécifiques de la ténacité sont déterminées à partir d'éprouvettes individuelles afin de
définir l’amorçage d'une propagation instable ou décrire une propagation stable de la fissure.
NOTE K caractérise la résistance à la propagation d'une fissure aiguë telle que: i) l'état de contrainte à proximité du front
Ic
de fissure soit proche d'un état de déformation plane; ii) la zone plastique à l'extrémité de la fissure soit petite par rapport à la
taille de la fissure, à l'épaisseur de l'éprouvette et au ligament restant situé en avant de la fissure.
K est considérée comme une grandeur exprimant la ténacité à la rupture, indépendante de la taille de
Ic
l’éprouvette, dans les conditions énoncées ci-dessus. Certains critères d'essai doivent être satisfaits afin de
pouvoir fournir une valeur valide de K .
Ic
Les paramètres δ , J , δ , J , δ et J caractérisent également la résistance d'un matériau à la propagation
c c u u uc uc
instable d'une fissure aiguë. Toutefois, ces grandeurs étant considérées comme dépendantes de la taille de
l’éprouvette, ils ne sont par conséquent représentatifs que pour l'épaisseur d'éprouvette caractérisée. L'épaisseur
de l’éprouvette, en millimètres, est donc inscrite entre parenthèses à côté du symbole du paramètre lorsqu’un
résultat d'essai doit être présenté.
Lorsque l'amplitude de propagation stable de la fissure est importante, le mode opératoire d'essai et la mesure de
la ténacité doivent s'effectuer comme spécifié à l'article 7. Une propagation stable de fissure est caractérisée en
termes de paramètres d'écartement à fond de fissure δ et de ténacité J , ou bien en termes de courbes
0,2BL 0,2BL
continues de résistance en δ et J. Les valeurs de δ et de J , considérées comme indépendantes de la taille
0,2BL 0,2BL
© ISO 2002 – Tous droits réservés 7

---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
de l'éprouvette, sont des estimations pratiques au sens de l’ingénieur du démarrage de la propagation stable de
fissure, qu’il ne faut pas confondre avec les paramètres de ténacité réels δ et J à l’amorçage effectif de la fissure.
i i
La détermination de δ et J est décrite dans l’annexe A.
i i
Deux modes opératoires sont disponibles pour la détermination de δ et J . Le mode opératoire nécessitant
0,2BL 0,2BL
plusieurs éprouvettes requiert que plusieurs éprouvettes nominalement identiques soient chargées de façon
monotone, chacune avec des valeurs différentes du déplacement. Les mesures de la force et du déplacement sont
alors effectuées et enregistrées. Les fronts de fissure des éprouvettes sont marqués après l'essai (par exemple par
coloration thermique ou par cyclage en fatigue après la sollicitation monotone), cela permet de mesurer la
propagation stable de fissure sur les deux faciès de l'éprouvette, après qu'elle soit ouverte et rompue en deux
parties. Dans le cas des aciers ferritiques, les faciès de rupture peuvent être préservés en cassant les éprouvettes
en mode de rupture fragile après les avoir suffisamment refroidies.
Un minimum de six éprouvettes est requis pour la méthode nécessitant plusieurs éprouvettes. Lorsqu'on dispose
de trop peu de matière, on peut recourir à un mode opératoire ne nécessitant qu’une seule éprouvette, fondé sur la
complaisance au déchargement ou bien sur la technique de chute du potentiel. Il n'existe pas de restriction
concernant l’utilisation de ce mode opératoire ne comportant qu’une seule éprouvette, à condition qu'une précision
suffisante soit démontrée. Dans tous les cas, certains critères doivent être satisfaits avant que les valeurs δ ou
0,2BL
J et les courbes de résistance en δ ou J puissent être considérées comme valides selon la présente méthode
0,2BL
d'essai.
5.3 Symboles de ténacité
Les symboles de ténacité identifiés dans la présente Norme internationale sont donnés dans le Tableau 2.
Tableau 2 — Symboles de ténacité
Grandeurs dépendantes
Limites de validation
Grandeurs indépendantes de la taille
Paramètre des courbes
de la taille (spécifiques à l'épaisseur B
R
caractérisée)
K
K

lc
δ
c(B)
δ
i
δ δ , δ (∆a )
δ
0,2BL(B) g g max
δ
0,2BL
δ , δ , δ
u(B) uc(B) m(B)
J
c(B)
J
i
J
J J , J (∆a )
0,2BL(B)
g g max
J
0,2BL
J , J , J
u(B) uc(B) m(B)

5.4 Éprouvettes
5.4.1 Configuration et taille des éprouvettes
Les dimensions et tolérances des éprouvettes doivent être conformes aux Figures 3 à 5.
8 © ISO 2002 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
Valeurs de rugosité de surface en micromètres

NOTE 1 L'intersection entre les extrémités de l'entaille d’amorçage de fissure et les deux surfaces latérales de l'éprouvette
doit être à égale distance des faces supérieure et inférieure de l'éprouvette, à 0,005W près.
NOTE 2 Il est possible d'utiliser des couteaux intégrés à l’éprouvette ou des couteaux attachés pour la fixation du capteur de
déplacement (voir Figures 8 et 9).
NOTE 3 La configuration globale de l’entaille mécanique d’amorçage de fissure et de la fissure de fatigue est décrite à la
Figure 6.
NOTE 4 1,0 u W/B u 4,0 (W/B = 2 de préférence).
NOTE 5 0,45 u a/W u 0,70
a
Voir Figures 6 à 8 et 5.4.2.3.
Figure 3 — Dimensions proportionnelles et tolérances pour l'éprouvette de flexion
© ISO 2002 – Tous droits réservés 9

---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
Valeurs de rugosité de surface en micromètres

NOTE 1 L'intersection entre les extrémités de l'entaille d’amorçage de fissure et les deux surfaces latérales de l'éprouvette
doit être à égale distance des faces supérieure et inférieure de l'éprouvette, à 0,005W près.
NOTE 2 Il est possible d'utiliser des couteaux intégrés à l’éprouvette ou des couteaux attachés pour la fixation du capteur de
déplacement (voir Figures 8 et 9).
NOTE 3 La configuration globale de l’entaille mécanique d’amorçage de fissure et de la fissure de fatigue est décrite en
Figure 6.
NOTE 4 0,8 u W/B u 4,0 (W/B = 2 de préférence).
NOTE 5 0,45 u a/W u 0,70
+ 0,004W
NOTE 6 Autre possibilité pour le diamètre des trous de goupilles, ∅ 0,188W
0
a
Voir Figures 6 à 8 et 5.4.2.3.
Figure 4 — Dimensions proportionnelles et tolérances pour l'éprouvette compacte à entaille droite
10 © ISO 2002 – Tous droits réservés

---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
Valeurs de rugosité de surface en micromètres

NOTE 1 L'intersection entre les extrémités de l'entaille d’amorçage de fissure et les deux surfaces latérales de l'éprouvette
doit être à égale distance des faces supérieure et inférieure de l'éprouvette, à 0,005W près.
NOTE 2 Il est possible d'utiliser des couteaux intégrés à l’éprouvette ou des couteaux attachés pour la fixation du capteur de
déplacement (voir Figures 8 et 9).
NOTE 3 La configuration globale de l’entaille mécanique d’amorçage de fissure et de la fissure de fatigue elle-même est
décrite en Figure 6.
NOTE 4 0,8 u W/B u 4,0 (W/B = 2 de préférence).
NOTE 5 0,45 u a/W u 0,70
NOTE 6 Un deuxième étagement de l’entaille (deux marches) peut ne pas être nécessaire pour certains capteurs; cette
configuration d’entaille mécanique et de fissure de fatigue est facultative, elle s’intègre dans l’enveloppe définie à la Figure 6.
+ 0,004W
NOTE 7 Autre possibilité pour le diamètre des trous de goupilles, ∅ 0,188W . Lorsque ce diamètre est utilisé,
0
l'ouverture de l'entaille peut être augmentée à (0,21W) max.
a
Voir Figures 6 à 8.
Figure 5 — Dimensions proportionnelles et tolérances pour l'éprouvette compacte à entaille étagée
© ISO 2002 – Tous droits réservés 11

---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO 12135:2002(F)
Le choix du type d'éprouvette doit tenir compte du résultat prévisible de l'essai (voir Figure 1), du désir de
déterminer la ténacité de préférence sous forme de paramètre δ ou J, du choix d’orientation du plan de fissuration
(annexe B) à caractériser et, enfin, de la quantité de matière disponible et de son état.
NOTE 1 Tous les types d'éprouvettes (Figures 3 à 5) sont adaptés à la détermination des valeurs de K , δ et J, bien que des
Ic
exigences particulières de mode opératoire existent pour calculer les valeurs de J à partir de mesurages effectués à l'écart de
l’axe du chargement. Le Tableau 3 fournit des ordres de grandeur de la taille de l'éprouvette pour la dét
...