ISO 13314:2011

Mechanical testing of metals — Ductility testing — Compression test for porous and cellular metals

ISO 13314:2011 specifies a test method for compressive properties of porous and cellular metals with a porosity of 50 % or more. Compressive tests can be carried out at ambient temperature under quasi-static strain rate conditions.

Essais mécaniques des métaux — Essais de ductilité — Essai de compression des métaux poreux et cellulaires

L'ISO 13314:2011 spécifie une méthode d'essai pour les caractéristiques de compression des métaux poreux et cellulaires présentant une porosité de 50 % ou plus. Les essais de compression peuvent être réalisés à la température ambiante dans des conditions de vitesse de déformation quasi-statique.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 14-Dec-2011
• ICS: 77.040.10 - Mechanical testing of metals
• Technical Committee: ISO/TC 164/SC 2 - Ductility testing
• Drafting Committee: ISO/TC 164/SC 2 - Ductility testing
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Completion Date: 17-Feb-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13314
First edition
2011-12-15


Mechanical testing of metals — Ductility
testing — Compression test for porous
and cellular metals
Essais mécaniques des métaux — Essais de ductilité — Essai de
compression des métaux poreux et cellulaires





Reference number
ISO 13314:2011(E)
©
ISO 2011

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ISO 13314:2011(E)

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ISO 13314:2011(E)
Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 4
5 Apparatus . 4
6 Test specimen . 4
6.1 Geometry . 4
6.2 Number of test specimens . 4
6.3 Sampling of test specimen . 4
7 Test procedure . 5
7.1 Test temperature . 5
7.2 Measurement of initial dimensions of test specimen . 5
7.3 Test speed . 5
7.4 General conduct of test . 6
7.5 Preliminary test and unloading test . 6
7.6 Zero point for the compressive strain . 6
7.7 Energy absorption and energy absorption efficiency . 6
8 Test report . 7
8.1 General information . 7
8.2 Optional information . 7

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ISO 13314:2011(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 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 13314 was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 2, Ductility testing.
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ISO 13314:2011(E)
Introduction
Porous and cellular metals have attractive properties due to their unique cell morphology. When they are used
as a crush energy absorbing component of automotive machines, compressive properties are necessary for
industrial design. However, the deformation behaviour of porous metals and metallic foams is quite different
from conventional dense metals. Test methods for conventional metallic materials are not suitable for porous
metals and metallic foams. Standardization of a test method for porous metals and metallic foams is required.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13314:2011(E)

Mechanical testing of metals — Ductility testing —
Compression test for porous and cellular metals
1 Scope
This International Standard specifies a test method for compressive properties of porous and cellular metals
with a porosity of 50 % or more. Compressive tests can be carried out at ambient temperature under quasi-
static strain rate conditions.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. 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 the force-measuring system
ISO 9513, Metallic materials — Calibration of extensometers used in uniaxial testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
compressive stress

compressive force divided by the initial cross-sectional area perpendicular to the loading direction
NOTE Compressive stress is expressed in newtons per square millimetre.
3.2
compressive strain
e
overall compressive displacement divided by the initial height (gauge length) of the test specimen
NOTE Compressive strain is expressed as a percentage.
3.3
first maximum compressive strength
compressive stress corresponding to the first local maximum in the stress-strain curve
See Figure 1.
NOTE It cannot be determined if no local maximum occurs.
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ISO 13314:2011(E)
3.4
plateau stress

pl
arithmetical mean of the stresses at 0,1 % or smaller strain intervals between 20 % and 30 % or 20 % and
40 % compressive strain
See Figure 1.
NOTE The strain range/interval, 20 % and 30 % or 20 % and 40 %, for arithmetical mean varies depending on the
plateau end strain.
3.5
plateau end
point in the stress-strain curve at which the stress is 1,3 times the plateau stress
See Figure 1.
NOTE If this point does not adequately represent the end of the plateau range, another stress can be selected which
corresponds to the curve trace (see 7.4).
3.6
energy absorption
W
area under the stress-strain curve up to 50 % strain or up to the plateau end strain, e
ple
NOTE The energy absorption up to other strain values can also be determined (see 7.7).
3.7
energy absorption efficiency
W
e
energy absorption divided by the product of the maximum compressive stress within the strain range and the
magnitude of the strain range
3.8
quasi-elastic gradient
gradient of the straight line determined within the linear deformation region at the beginning of the
compressive stress-strain curve
NOTE This gradient is not a modulus for the material (see Figure 1). The quasi-elastic gradient is optionally
measured and it is used to determine the zero point for the compressive strain [see Figure 2 a)].
3.9
compressive offset stress
compressive stress at the plastic compressive strain of 0,2 %, unless otherwise specified or recorded
NOTE The plastic strain is determined using of the quasi-elastic gradient [see Figure 2 a)]. The compressive 0,2 %
offset stress is optionally measured and it can be used as an alternative to the compressive yield strength.
3.10
elastic gradient
gradient of the elastic straight lines determined by elastic loading and unloading between stresses of  and
70

20
NOTE 1  and  correspond to 70 % and 20 %, respectively, of the plateau stress,  .
70 20 pl
NOTE 2 The elastic straight line is the secan
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 13314
Première édition
2011-12-15


Essais mécaniques des métaux — Essais
de ductilité — Essai de compression des
métaux poreux et cellulaires
Mechanical testing of metals — Ductility testing — Compression test for
porous and cellular metals





Numéro de référence
ISO 13314:2011(F)
©
ISO 2011

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ISO 13314:2011(F)

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT


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Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous
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Publié en Suisse

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ISO 13314:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
Introduction . v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 4
5 Appareillage . 4
6 Éprouvette . 4
6.1 Géométrie . 4
6.2 Nombre d'éprouvettes . 5
6.3 Échantillonnage des éprouvettes . 5
7 Mode opératoire d'essai . 5
7.1 Température d'essai . 5
7.2 Mesure des dimensions initiales de l'éprouvette . 6
7.3 Vitesse d'essai . 6
7.4 Conduite générale de l'essai . 6
7.5 Essai préliminaire et essai de déchargement . 6
7.6 Point zéro pour la déformation de compression . 6
7.7 Énergie absorbée et taux d'énergie absorbée . 6
8 Rapport d'essai . 7
8.1 Informations générales . 7
8.2 Informations facultatives . 8

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ISO 13314:2011(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 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 appelée 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.
L'ISO 13314 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 2, Essais de ductilité.
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ISO 13314:2011(F)
Introduction
Les métaux poreux et cellulaires présentent des caractéristiques attrayantes du fait de leur morphologie
cellulaire unique. Lorsqu'ils sont utilisés comme éléments absorbeurs d'énergie en cas d'accident dans les
automobiles, les caractéristiques de compression sont nécessaires à des fins de conception industrielle.
Cependant, le comportement en déformation des matériaux poreux et des mousses métalliques est
complètement différent de celui des métaux massifs conventionnels. Les méthodes d'essai pour les matériaux
métalliques conventionnels ne conviennent pas pour les matériaux poreux et les mousses métalliques. La
normalisation d'une méthode d'essai pour les matériaux poreux et les mousses métalliques est nécessaire.

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NORME INTERNATIONALE ISO 13314:2011(F)

Essais mécaniques des métaux — Essais de ductilité — Essai
de compression des métaux poreux et cellulaires
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une méthode d'essai pour les caractéristiques de compression des
métaux poreux et cellulaires présentant une porosité de 50 % ou plus. Les essais de compression peuvent
être réalisés à la température ambiante dans des conditions de vitesse de déformation quasi-statique.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence 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
ISO 9513, Matériaux métalliques — Étalonnage des extensomètres utilisés lors d'essais uniaxiaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
contrainte de compression

force de compression divisée par l'aire initiale de la section transversale perpendiculairement à la direction de
chargement
NOTE La contrainte de compression est exprimée en newtons par millimètre carré.
3.2
déformation de compression
e
déplacement global en compression divisé par la hauteur initiale (longueur de base) de l'éprouvette
NOTE La déformation de compression est exprimée sous forme d'un pourcentage.
3.3
contrainte de compression au premier maximum
contrainte de compression correspondant au premier maximum local de la courbe contrainte-déformation
Voir Figure 1.
NOTE Elle ne peut pas être déterminée en l'absence de maximum local.
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ISO 13314:2011(F)
3.4
contrainte du plateau

pl
moyenne arithmétique des contraintes correspondant aux déformations de compression, prises par
incréments de 0,1 % ou plus petits, entre 20 % et 30 % ou entre 20 % et 40 %
Voir Figure 1.
NOTE Elle varie en fonction de la déformation à la fin du plateau.
3.5
fin du plateau
point dans la courbe contrainte-déformation pour lequel la contrainte est 1,3 fois la contrainte du plateau
Voir Figure 1.
NOTE Si ce point ne représente pas de manière adéquate la fin du plateau, une autre contrainte qui correspond à la
forme de la courbe peut être choisie (voir 7.4).
3.6
énergie absorbée
W
aire sous la courbe contrainte-déformation jusqu'à une déformation de 50 % ou jusqu'à la déformation de fin
du plateau (e )
ple
NOTE L'énergie absorbée jusqu'à d'autres valeurs peut également être déterminée (voir 7.7).
3.7
taux d'énergie absorbée
W
e
énergie absorbée divisée par le produit de la contrainte maximale de compression observée dans l'intervalle
de déformation par l'étendue de l'intervalle de déformation
3.8
gradient quasi-élastique
pente de la droite déterminée dans la zone de déformation linéaire au début de la courbe contrainte de
compression-déformation
NOTE Le gradient n'est pas un module pour le matériau (voir Figure 1). Le gradient quasi-élastique est mesuré de
manière facultative et il est utilisé pour déterminer le point zéro pour la déformation de compression [voir Figure 2 a)].
3.9
contrainte de compression d'allongement plastique spécifié
contrainte de compression pour une déformation plastique de compression de 0,2 %, sauf spécification ou
enregistrement différent
NOTE La déformation plastique est déterminée au moyen du gradient quasi-élastique [Figure 2 a)]. La limite à 0,2 %
d'allongement plastique en compression est mesurée de manière facultative et elle peut être utilisée comme une
alternative à la contrainte apparente de compression.
3.10
gradient élastique
pente de la droite élastique déterminée par chargement élastique et déchargement entre les contraintes 
70

et
20
NOTE 1  et  correspondent respectivement à 70 % et 20 % de la contrainte au niveau du plateau, 
70 20 pl.
NOTE 2 La droite élastique est la sécante obtenue à partir de la boucle d'hystérésis qui se produit lors du
déchargement et du chargement consécutif (voir Figure 1). Le gradient élastique représente une rigidité, fonction de la
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés

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ISO 13314:2011(F)
porosité, pas un module du matériau, et il change généralement pendant la compression. Le gradient élastique est
mesuré de manière facultative et il est utilisé pour déterminer le point zéro pour la déformation de compression [voir
Figure 2 b)].
σ
1
2
σ
130
σ
pl
σ
70
...