ISO 20504:2022
(Main)Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Mechanical properties of ceramic composites at room temperature — Determination of compressive properties
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Mechanical properties of ceramic composites at room temperature — Determination of compressive properties
This document describes procedures for determination of the compressive behaviour of ceramic matrix composite materials with continuous fibre reinforcement at room temperature. This method applies to all ceramic matrix composites with a continuous fibre reinforcement, uni-directional (1D), bi-directional (2D) and tri-directional (xD, with 2 x
Céramiques techniques — Propriétés mécaniques des composites à matrice céramiques à température ambiante — Méthode de détermination des propriétés en compression
Le présent document décrit des procédures permettant de déterminer les caractéristiques en compression des matériaux composites à matrice céramique avec renfort de fibres continues à température ambiante. Il s’applique à tous les composites à matrice céramique avec renfort de fibres continues, unidirectionnel (1D), bidirectionnel (2D) et tridirectionnel (xD, avec 2 x
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20504
Third edition
2022-12
Fine ceramics (advanced ceramics,
advanced technical ceramics) —
Mechanical properties of ceramic
composites at room temperature
— Determination of compressive
properties
Céramiques techniques — Propriétés mécaniques des composites
à matrice céramiques à température ambiante — Méthode de
détermination des propriétés en compression
Reference number
© ISO 2022
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 3
5 Apparatus . 3
5.1 Test machine . 3
5.2 Load train . 3
5.3 Strain measurement . 4
5.3.1 General . 4
5.3.2 Strain gauges. 4
5.3.3 Extensometry . 4
5.4 Data recording system . 4
5.5 Dimension-measuring devices . 4
6 Test specimens . 5
6.1 General . 5
6.2 Compression between platens . . 5
6.3 Test specimen used with grips . 7
7 Test specimen preparation .10
7.1 Machining and preparation . 10
7.2 Number of test specimens . 10
8 Test procedure .10
8.1 Test mode and rate . 10
8.2 Measurement of test specimen dimensions . 10
8.3 Buckling . 10
8.4 Testing technique . 11
8.4.1 Test specimen mounting . 11
8.4.2 Extensometers. 11
8.4.3 Measurements . 11
8.5 Test validity . 11
9 Calculation of results .11
9.1 Test specimen origin . 11
9.2 Compressive strength . 12
9.3 Strain at maximum compressive force .12
9.4 Proportionality ratio or pseudo-elastic modulus, elastic modulus .12
10 Test report .13
Annex A (informative) Illustration of elastic modulus .15
Bibliography .17
iii
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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 206, Fine ceramics, in collaboration
with the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 184, Advanced
technical ceramics, in accordance with the Agreement on technical cooperation between ISO and CEN
(Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 20504:2019), of which it constitutes a
minor revision. The changes are as follows:
— notation of 3.3 and 3.4 harmonized and replaced throughout the document;
— duplicated text removed from the definition in 3.6;
— minor editorial changes.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
INTERNATIONAL STANDARD ISO 20504:2022(E)
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical
ceramics) — Mechanical properties of ceramic composites
at room temperature — Determination of compressive
properties
1 Scope
This document describes procedures for determination of the compressive behaviour of ceramic
matrix composite materials with continuous fibre reinforcement at room temperature. This method
applies to all ceramic matrix composites with a continuous fibre reinforcement, uni-directional (1D), bi-
directional (2D) and tri-directional (xD, with 2 < x < 3), tested along one principal axis of reinforcement
or off axis conditions. This method also applies to carbon-fibre-reinforced carbon matrix composites
(also known as carbon/carbon or C/C). Two cases of testing are distinguished: compression between
platens and compression using grips.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 3611, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment: Micrometers for
external measurements — Design and metrological characteristics
ISO 7500-1, Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring system
ISO 9513, Metallic materials — Calibration of extensometer systems used in uniaxial testing
ISO 14744, Welding — Acceptance inspection of electron beam welding machines
ISO 17161, Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Ceramic composites —
Determination of the degree of misalignment in uniaxial mechanical tests
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
calibrated length
part of the test specimen which has uniform and minimum cross-sectional area
3.2
initial gauge length
L
o
initial distance between reference points on the test specimen in the calibrated length before initiation
of the test
3.3
initial cross-sectional area
S
o
initial area of specimen cross-section in the calibration length
3.4
longitudinal deformation
A
decrease of the initial gauge length under compressive force
Note 1 to entry: The longitudinal deformation corresponding to the maximum force is denoted as A .
c,m
3.5
compressive strain
ε
relative decrease of the gauge length defined as the ratio A/L
o
Note 1 to entry: The compressive strain corresponding to the maximum force is denoted as ε .
c,m
3.6
compressive force
F
c
uniaxial force carried by the test specimen at any time during the test
3.7
maximum compressive force
F
c,m
greatest uniaxial compressive force applied to the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 20504
Troisième édition
2022-12
Céramiques techniques — Propriétés
mécaniques des composites à matrice
céramiques à température ambiante
— Méthode de détermination des
propriétés en compression
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) —
Mechanical properties of ceramic composites at room temperature —
Determination of compressive properties
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2022
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.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe. 3
5 Appareillage . 3
5.1 Machine d’essai . 3
5.2 Système de mise en charge . 3
5.3 Mesurage de la déformation . 4
5.3.1 Généralités . 4
5.3.2 Jauges de déformation . 4
5.3.3 Extensométrie . 4
5.4 Système d’enregistrement des données . 5
5.5 Dispositifs de mesurage des dimensions . 5
6 Éprouvettes. 5
6.1 Généralités . 5
6.2 Compression entre plateaux . 5
6.3 Éprouvettes utilisées avec des mors . 7
7 Préparation des éprouvettes .10
7.1 Usinage et préparation . 10
7.2 Nombre d’éprouvettes . 10
8 Mode opératoire d’essai .10
8.1 Mode et vitesse d’essai. 10
8.2 Mesurage des dimensions des éprouvettes . 10
8.3 Flambage . 10
8.4 Technique de l’essai . 11
8.4.1 Montage de l’éprouvette . 11
8.4.2 Extensomètres . 11
8.4.3 Mesurages. 11
8.5 Validité de l’essai . 11
9 Calcul des résultats .12
9.1 Origine de l’éprouvette . 12
9.2 Résistance à la compression .12
9.3 Déformation à la force maximale de compression .12
9.4 Coefficient de proportionnalité ou module pseudo-élastique, module élastique .12
10 Rapport d’essai .13
Annexe A (informative) Illustration du module élastique .15
Bibliographie .17
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 procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 206, Céramiques techniques, en
collaboration avec le comité technique CEN/TC 184, Céramiques techniques avancées, du Comité
européen de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération technique entre l’ISO et le
CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 20504:2019), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— harmonisation et remplacement dans l’ensemble du document de la notation de 3.3 et 3.4;
— suppression du texte en double dans la définition 3.6;
— modifications rédactionnelles mineures.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
NORME INTERNATIONALE ISO 20504:2022(F)
Céramiques techniques — Propriétés mécaniques
des composites à matrice céramiques à température
ambiante — Méthode de détermination des propriétés en
compression
1 Domaine d’application
Le présent document décrit des procédures permettant de déterminer les caractéristiques en
compression des matériaux composites à matrice céramique avec renfort de fibres continues à
température ambiante. Il s’applique à tous les composites à matrice céramique avec renfort de fibres
continues, unidirectionnel (1D), bidirectionnel (2D) et tridirectionnel (xD, avec 2 < x < 3), sollicités
suivant un axe principal de renfort ou dans des conditions hors axe. Il peut également s’appliquer aux
composites à matrice de carbone avec renfort de fibres de carbone (également connus en tant que
carbone/carbone ou C/C). Deux cas de compression sont distingués: la compression entre plateaux et la
compression entre mors.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 3611, Spécifications géométriques des produits (GPS) — Équipement de mesurage dimensionnel:
Micromètres d’extérieur — Caractéristiques de conception et caractéristiques métrologiques
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Étalonnage et vérification des machines pour essais statiques
uniaxiaux — Partie 1: Machines d'essai de traction/compression — Étalonnage et vérification du système
de mesure de force
ISO 9513, Matériaux métalliques — Étalonnage des chaînes extensométriques utilisées lors d'essais
uniaxiaux
ISO 14744, Soudage — Essais de réception des machines de soudage par faisceau d'électrons
ISO 17161, Céramiques techniques — Céramiques composites — Détermination du degré de non-alignement
lors des essais mécaniques uniaxiaux
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
section de jauge
partie de l’éprouvette où la section transversale est la plus faible et est uniforme
3.2
longueur de jauge initiale
L
o
distance initiale entre les points de référence sur l’éprouvette dans la section de jauge avant le début de
l’essai
3.3
aire initiale de la section
S
o
aire initiale de la section transversal
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.