ISO 3800-1:1977

Threaded fasteners — Axial load fatigue testing — Part 1: Test methods

Éléments de fixation filetés — Essais de fatigue sous charge axiale — Partie 1: Méthodes d'essai

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 30-Apr-1977
• Withdrawal Date: 30-Apr-1977
• ICS: 21.060 - Fasteners
• Technical Committee: ISO/TC 2 - Fasteners
• Drafting Committee: ISO/TC 2 - Fasteners
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 15-Dec-1993

Relations

• Revised: ISO 3800:1993 - Threaded fasteners — Axial load fatigue testing — Test methods and evaluation of results
• Effective Date: 15-Apr-2008
• Revised: SIST ISO 3800:2000 - Threaded fasteners -- Axial load fatigue testing -- Test methods and evaluation of results
• Effective Date: 12-May-2008

Standards Content (Sample)

INTERNAT1 ON AL STANDARD 3800/1
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION *MEXnYHAWnHAJl OPTAHWAUHII II0 CTAHnAPTH3AUHH *ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
0
Threaded fasteners - Axial load fatigue testing -
Part I : Test methods
Éléments de fixation filetés - sais de fatigue sous charge axiale -
Partie I : Méthodes d'essai s"
First edition - 1977-05-01
-
w
-
r- UDC 621.882 : 620.178.3 Ref. No. IS0 3800/1-I977 (E)
r-
p
-
Descriptors : fasteners, threaded mechanical parts, bolts, screws, nuts (fasteners), tests, fatigue tests.
. O
8
2
Price based on 7 pages

---------------------- Page: 1 ----------------------
FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 technical committees. Every
member body interested in a subject for which a technical committee has been set
up has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated
to the member bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 3800/1 was developed by Technical Committee
ISO/TC 2, Fasreners, and was circulated to the member bodies in May 1975.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
I
Australia Ireland Spain
Belgium
Italy Sweden
Chile
Japan Switzerland
Czechoslovakia Mexico
Turkey
Denmark Netherlands United Kingdom
Finland New Zealand U.S.A.
France Norway U.S.S. R.
Germany Poland Yugoslavia
Hungary Romania
India South Africa, Rep. of
No member body expressed disapproval of the document.
0 International Organization for Standardization, 1977

---------------------- Page: 2 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD IS0 3800/1-1977 (E)
Threaded fasteners - Axial load fatigue testing -
Part I : Test methods
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION IS0 885, General purpose bolts and screws - Metric
series - Radii under head.
This International Standard specifies the con( ions for
carrying out axial load fatigue tests on threaded fasteners. IS0 1099, Metals - Axial load fatigue testing.
IS0 3800/1 I1 ) specifies methods of statistically deter-
IS0 1 1 01, Tolerances of form and of position.
mining fatigue strengths. The tests specified are of the
fluctuating tension type as defined in ISO/R 373, sub-
clause 3.2.3, and are carried out at room temperature, in
air, the loading applied being along the longitudinal axis
of the fastener. These methods allow the fatigue strength
3 PRINCIPLE
of threaded fasteners in open joints (clamped parts are
Tests are made on threaded fasteners to determine fatigue
not in contact) to be determined independently of their
properties such as those shown by the SIN curve (Wohler
application.
curve) described in ISO/R 373.
Since the test fixtures can introduce variables in results,
Test threaded fasteners are mounted in an axial load fatigue
minimum requirements are specified to reduce their effect.
testing machine and subjected to fluctuating tension type
Calibration and alignment control methods are included.
loading as defined in ISO/R 373, sub-clause 3.2.3.
Tests with constant mean stress U, or constant stress
2 REFERENCES
ratio R, = umin/umax may be used.
ISO/R 80, Rockwell hardness test (A and B scales) for
The test is continued until the test piece fails, or until a
steel.
predetermined number of stress cycles has been exceeded.
ISO/R 273, Clearance holes for metric bolts.
Generally the number of test cycles is determined by the
material or by the endurance fatigue strength of the test
ISO/R 373, General principles for fatigue testing of metals.
specimen. For threaded steel fasteners, the test may be
discontinued at 5 x 106 cycles in general. The definition of
IS0 554, Standard atmospheres for conditioning and/or
failure is given in ISO/R 373.
testing - Specifications.
1 I In preparation.
1

---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 3800/1-1977 (E)
4 DEFINITIONS AND SYMBOLS 5.3 Test alignment
In this International Standard the following symbols are Periodically, the alignment of the test setup shall be verified
to ensure that the difference between the maximum stress
used :
and the average stress in a test specimen does not exceed
6 % of the average stress when measured at 50 % of the load
Definition
Symbol
range used on the machine. This may be determined by
using a load cell with strain gauges located at 90' on a
Diameter at the point of tangency of the fillet
common centre line around the axis.
da
O Major diameter of nut thread
The free length of the strain gauged stud used to check the
Through hole diameter
Dh
alignment shall be 4 times the diameter for comparison of
P Pitch possible bending stresses. Other equivalent methods for the
alignment of the test setup are permissible.
Minimum tensile strength
Rm
Constant stress ratio amin/omax
Rs
Width across flats of hexagons
S
Stress amplitude
5a
Stress amplitude at endurance fatigue limit
UA
Mean stress
Om
Minimum stress
5min
Maximum stress
5max
Minimum stress at endurance fatigue limit
OMin
Maximum stress at endurance fatigue limit
OMax
Fatigue strength at N cycles
5AN
Oh = Through hole diameter according to ISO/R 273, fine series
In general, the stress amplitude as well as the high of low
da = Transition diameter according to IS0 885, finished products
stress are related to the area at the basic minor diameter,
but the mean stress is related to the nominal stress area.
FIGURE 1 - Fixture without insert
In the interests of uniformity, and also in view of the
possibility of comparisons being made, the area at the basic
minor diameter shall be chosen for the mean stress as well
Symmetrical
as for the stress amplitude.
windows
optional
Further symbols and definitions relating to fatigue testing
ISO/R 373.
are given in
5 APPARATUS
5.1 Testing machine
The testing machine shall be capable of maintaining the
loads within i: 2 %of the required values and shall be
equipped with a device for counting and recording the total Counterbore -/
1 HRC36to40
optional
test. The testing machine shall be
number of cycles per
calibrated periodically to ensure this accuracy. The fre-
O
quency range of testing shall be between 4,2 and 250 Hz.
The testing machine shall induce a sinusoidal fluctuation in Op, = Through hole diameter according to ISO/R 273, fine series
load in the test piece.
da = Transition diameter according to IS0 885, finished products
FIGURE 2 - Fixture with inmrt
5.2 Test fixtures
The test fixtures shall be capable of transmitting an axial
load to the test piece. Figures 1 and 2 give basic require-
NOTE - Surface may be case-hardened 0,25 to 0,5 mm deep :
ments. Self-aligning devices are not recommended; if they
maximum hardness HRC 60; minimum hardness 5 points HRC
are used, alignment shall be checked carefully. greater than test part.
2

---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 3800/1-1977 (E)
5.4 Test nut
The test nut shall be an internally threaded part having a
thickness of 10 with a 120" included angle chamfer at
each end and a maximum diameter equal to 1,05 O. The
outside contour of the nut may be round or hexagonal with
a diameter or across flats dimensions o
...

I
7
A. .
\
N O R M E I NT ERN AT IO N ALE
3800/1
I
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDORDIZATION *MEXnYHAPOnHAR OPïAHII3AUIIR II0 CTAHnAPTA3AUIIH .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Éléments de fixation filetés - Essais de fatigue sous charge
e
axiale -
Partie I : Méthodes d'essai
Threaded fasteners - Axial load fatigue testing -
Part I : Test methods
Première édition - 1977-05-01
I
-
IL
-
Réf. no : IS0 3800/1-1977 (F)
CDU 621.882 : 620.178.3
t- r-
F'
-
.
Descripteurs : élément de fixation, pièce filetée, boulon, vis, écrou, essai, essai de fatigue.
O
O
m
O
(1
Prix basé sur 7 pages
i

---------------------- Page: 1 ----------------------
AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de I'ISO). L'élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I'ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comites techniques sont
soumis aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes internationales par le Conseil de I'ISO.
La Norme internationale IS0 3800/1 a été élaborée par le comité technique
ISO/TC 2, Héments de fixation, et a été soumise aux comités membres en
mai 1975.
Les comités membres des pays suivants l'ont approuvée :
Afrique du Sud, Rép. d' Inde Royaume-Uni
Irlande Suède
Allemagne
Suisse
Australie Italie
Tchécoslovaquie
Belgique Japon
Turquie
Chili Mexique
Danemark Norvège U.R.S.S.
Espagne Nouvelle-Zélande U.S.A.
Finlande Pays- Bas Yougoslavie
France Pologne
Hongrie Roumanie
Aucun comité membre ne l'a désapprouvée.
O Organisation internationale de normalisation, 1977
Imprimé en Suisse

---------------------- Page: 2 ----------------------
NORME INTERNATIONALE IS0 3800/1-1977 (F)
Essais de fatigue sous charge
Éléments de fixation filetés -
axiale -
Partie I : Méthodes d'essai
1 OBJET ET DOMAl NE D'APPLICATION IS0 885, Boulons et vis d'application générale - Série
métrique - Rayon d'arrondi sous tête.
La présepte Norme internationale spécifie les conditions de
réalisation des essais de fatigue sous charge axiale sur des IS0 1099, Métaux - Essais de fatigue par charge axiale.
éléments de fixation filetés. L'ISO 3800/111) spécifie les
'
IS0 1 1 01, Tolérances de forme et tolérances de position.
méthodes de détermination statistique de la résistance à la
fatigue. Les essais spécifiés sont du type à traction alternée,
selon le paragraphe 3.2.3 de I'ISO/R 373, et sont réalisés à
température ambiante, dans l'air, la charge étant appliquée
le long de l'axe longitudinal de l'élément de fixation. Ces
3 PRINCIPE
méthodes permettent de déterminer la résistance à la
fatigue des éléments de fixation filetés dans les joints Les essais sont réalisés sur des éléments de fixation filetés
ouverts (parties à assembler non en contact), indépen- en vue de déterminer les caractéristiques à la fatigue, pré-
sentées sous forme de courbe SIN (courbe de Wohler)
damment de leur application.
décrite dans I'ISO/R 373.
Le dispositif de fixation pouvant provoquer des variations
dans les résultats, des exigenees minimales sont spécifiées Les éléments de fixation filetés à essayer sont montés dans
pour en réduire les effets. Des méthodes de contrôle de une machine d'essai de fatigue sous charge axiale et soumis
l'étalonnage et de l'alignement sont prévues. à des charges du type traction alternée définies au para-
graphe 3.2.3 de I'ISO/R 373.
Les essais peuvent être effectués sous contrainte moyenne
2 RÉFÉRENCES
constante U,,, ou avec un rapport de contrainte constant
ISO/R 80, Essai de dureté Rockwell (échelles B et C) pour
Rs = Omin/Omax.
I 'acier.
L'essai est poursuivi jusqu'à défaillance de la pièce ou
ISO/R 273, Trous de passage pour boulons à filetage
durant un nombre maximal prédéterminé de cycles. Géné-
métrique.
ralement, le nombre de cycles d'essai est déterminé par
le matériau ou par la résistance à la fatigue à la limite
ISO/R 373, Principes généraux de l'essai de fatigue des
d'endurance de l'éprouvette. Pour les éléments de fixation
métaux.
filetés en acier, l'essai peut être interrompu généralement
x 106 cycles. La définition de la défaillance est
IS0 554, Atmosphères normales de conditionnement et/ou après 5
d'essai - Spécifications. donnée dans I'ISO/R 373.
1) En préparation.
1

---------------------- Page: 3 ----------------------
5.3 Alignement lors de l'essai
4 DÉFINITIONS ET SYMBOLES
L'alignement du montage d'essai doit être vérifié périodi-
Les symboles suivants sont utilisés dans la présente Norme
quement pour s'assurer que la différence entre la contrainte
internationale :
maximale et la contrainte moyenne dans l'éprouvette ne
dépasse pas 6 % de la contrainte moyenne mesurée à 50 %
Définition
Symbole
de la gamme des charges utilisée sur la machine. Cela peut
Diamètre au point de tangence de la face d'appui
da
être déterminé en utilisant un élément deocontrôle compor-
D
Diamètre extérieur du filetage de l'écrou
tant des jauges de contrainte situées à 90 sur une ligne de
Diamètre du trou de passage centre commun autour de l'axe.
Dh
P
Pas
La longueur libre de la jauge de contrainte utilisée pour
Rm Résistance minimale à la traction contrôler l'alignement doit être égale à quatre fois le diamè-
tre pour la comparaison des contraintes de flexion possi-
RS Rapport de contrainte constant umin/umax
bles. D'autres méthodes équivalentes pour l'alignement du
S
Largeur sur plats de l'hexagone
montage d'essai sont admises.
'Ja Amplitude de contrainte
'JA Amplitude de contrainte correspondant à la limite
fatigue
'Jm Contrainte moyenne
'Jmin Contrainte minimale
omax Contrainte maximale
UMIn Contrainte minimale correspondant à la limite de
fatigue
Contrainte maximale correspondant à la limite de
'JMax
fatigue
'JAN Résistance à la fatigue à N cycles
ûh = Diamètre du trou de passage conforme à I'ISO/R 273, série
En général, l'amplitude de contrainte, ainsi que la contrainte
fine
forte ou faible, se rapporte à l'aire de la section au diamètre
Diamètre de transition conforme à I'ISO 885, produits finis
intérieur de base, mais la contrainte moyenne se rapporte à
da =
l'aire de la section à la contrainte nominale. Dans un but
FIGURE 1' - Dispositif de fixation sans intermédiaire
d'uniformisation, ainsi que pour des possibilités de compa-
raison, l'aire de la section au diamètre intérieur de base doit
être choisie pour la contrainte moyenne, ainsi que pour
Ouvertures
l'amplitude de contrainte. 4
* symétriques,
pqmqq+-* facultatives
D'autres symboles et définitions relatifs aux essais de
-
fatigue sont donnés dans I'ISO/R 373.
5 APPAREILLAGE
5.1 Machine d'essai
La machine d'essai doit être capable de maintenir les
à 40
charges à I2 % des charges exigées et doit être munie d'un
Con tre-alésage_/
dispositif de comptage et d'enregistrement du nombre total
facultatif mdd
de cycles par essai. La machine d'essai doit être étalonnée O
2-
périodiquement pour garantir cette précision. La gamme de
4,2 et 250 Hz.
fréquence d'essai doit être comprise entre
ûh = Diamètre du trou de passage conforme à i'iSû/R 273, série
La machine d'essai doit induire une charge sinusoïdale dans
fine
la pièce d'essai.
da = Diamètre de transition conforme à I'ISO 885, produits finis
5.2 Dispositif de fixation d'essai
FIGURE 2 - Dispositif de fixation avec intermédiaire
Le dispositif de fixation d'essai doit être capable de trans-
mettre une charge axiale à la pièce d'essai. Les figures 1
et 2 donnent les exigences de base. Les mécanismes auto-
NOTE - La surface peut être cémentée sur une profondeur de 0,25
alignants ne sont pas recommandés; en cas d'utilisation, à 0.5 mm : dureté maximale, 60 HRC; dureté minimale supérieure
de 5 unités HRC à celle de la pièce d'essai.
l'alignement doit être contrôlé avec le plus grand soin.
2

---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 380011-1977 (F)
5.4 Écrou d'essai
L'écrou d'essai doit être une pièce filetée intérieurement
ayant une hauteur de 1 D avec un angle de chanfrein
de 120" à chaque extrémité et un diamètre maximal égal
à 1,05 D. L'écrou peut être rond ou hexagonal, avec un
I
diamètre ou un surplat égal à 1.5 D. La dureté maximale de
l'écrou ne doit pas être supérieure à celle du boulon soumis
36 à 40
à l'essai et l'écrou doit satisfaire aux exigences de la charge
d'épreuve (voir table
...