SIST EN ISO 14556:2016
(Main)Metallic materials - Charpy V-notch pendulum impact test - Instrumented test method (ISO 14556:2015)
Metallic materials - Charpy V-notch pendulum impact test - Instrumented test method (ISO 14556:2015)
This International Standard specifies a method of instrumented Charpy V-notch pendulum impact testing
on metallic materials and the requirements concerning the measurement and recording equipment.
With respect to the Charpy pendulum impact test described in ISO 148-1, this test provides further
information on the fracture behaviour of the product under impact testing conditions.
General information about instrumented impact testing can be found in Reference [1] to Reference [5].
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy (V Kerb) - Instrumentiertes Prüfverfahren (ISO 14556:2015)
In dieser Internationalen Norm sind der instrumentierte Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy (V Kerb) für metallische Werkstoffe sowie Anforderungen an die Mess und Aufzeichnungseinrichtungen festgelegt.
In Bezug auf den in ISO 148 1 beschriebenen Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy ermöglicht der hier beschriebene Versuch weitergehende Aussagen über das Bruchverhalten des untersuchten Erzeugnisses unter schlagartigen Beanspruchungsbedingungen.
Allgemeine Angaben zum instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch können den Literaturhinweisen [1 bis 5] entnommen werden.
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy à entaille en V - Méthode d'essai instrumenté (ISO 14556:2015)
ISO 14456:2015 spécifie une méthode d'essai instrumenté de flexion par choc sur éprouvette Charpy à entaille en V pour les produits métalliques ainsi que les prescriptions concernant le dispositif de mesure et d'enregistrement.
Par rapport à l'essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy décrit dans la norme ISO 148‑1, le présent essai fournit des informations supplémentaires sur le comportement à la rupture du produit soumis à des conditions d'essai de choc.
Des informations à caractère général sur la méthode d'essai instrumenté de flexion par choc peuvent être trouvées dans les références[1] à [5].
Kovinski materiali - Udarni preskus žilavosti po Charpyju (V-zareza) - Instrumentirana preskusna metoda (ISO 14556:2015)
Ta mednarodni standard določa metodo instrumentiranega udarnega preskusa žilavosti po Charpyju (V-zareza) na kovinskih materialih ter zahteve glede opreme za merjenje in beleženje.
Glede na udarni preskus po Charpyju, opisan v ISO 148-1, ta preskus zagotavlja dodatne informacije o obnašanju razpokanja izdelka pod pogoji udarnega preskušanja.
Splošne informacije o instrumentiranem udarnem preskušanju so navedene v referencah [1] do [5].
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
SIST EN ISO 14556:2016
01-januar-2016
1DGRPHãþD
SIST EN ISO 14556:2001
SIST EN ISO 14556:2001/A1:2007
Kovinski materiali - Udarni preskus žilavosti po Charpyju (V-zareza) -
Instrumentirana preskusna metoda (ISO 14556:2015)
Metallic materials - Charpy V-notch pendulum impact test - Instrumented test method
(ISO 14556:2015)
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy (V Kerb) -
Instrumentiertes Prüfverfahren (ISO 14556:2015)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy à entaille en V -
Méthode d'essai instrumenté (ISO 14556:2015)
Ta slovenski standard je istoveten z: EN ISO 14556:2015
ICS:
77.040.10 Mehansko preskušanje kovin Mechanical testing of metals
SIST EN ISO 14556:2016 en,fr,de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
EN ISO 14556
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
October 2015
EUROPÄISCHE NORM
ICS 77.040.10 Supersedes EN ISO 14556:2000
English Version
Metallic materials - Charpy V-notch pendulum impact test
- Instrumented test method (ISO 14556:2015)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach
éprouvette Charpy à entaille en V - Méthode d'essai Charpy (V-Kerb) - Instrumentiertes Prüfverfahren (ISO
instrumenté (ISO 14556:2015) 14556:2015)
This European Standard was approved by CEN on 3 July 2015.
CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this
European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references
concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN
member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by
translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management
Centre has the same status as the official versions.
CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia,
Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania,
Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and
United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels
© 2015 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. EN ISO 14556:2015 E
worldwide for CEN national Members.
---------------------- Page: 3 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
EN ISO 14556:2015 (E)
Contents Page
European foreword . 3
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
EN ISO 14556:2015 (E)
European foreword
This document (EN ISO 14556:2015) has been prepared by Technical Committee ISO/TC 164
“Mechanical testing of metals” in collaboration with Technical Committee ECISS/TC 101 “Test methods
for steel (other than chemical analysis)” the secretariat of which is held by AFNOR.
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an
identical text or by endorsement, at the latest by April 2016, and conflicting national standards shall be
withdrawn at the latest by April 2016.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. CEN [and/or CENELEC] shall not be held responsible for identifying any or all such patent
rights.
This document supersedes EN ISO 14556:2000.
According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the
following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria,
Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia,
France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta,
Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland,
Turkey and the United Kingdom.
Endorsement notice
The text of ISO 14556:2015 has been approved by CEN as EN ISO 14556:2015 without any modification.
3
---------------------- Page: 5 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
---------------------- Page: 6 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14556
Second edition
2015-09-01
Metallic materials — Charpy
V-notch pendulum impact test —
Instrumented test method
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette
Charpy à entaille en V — Méthode d’essai instrumenté
Reference number
ISO 14556:2015(E)
©
ISO 2015
---------------------- Page: 7 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2015, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, 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
Ch. de Blandonnet 8 • CP 401
CH-1214 Vernier, Geneva, Switzerland
Tel. +41 22 749 01 11
Fax +41 22 749 09 47
copyright@iso.org
www.iso.org
ii © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
3.1 Characteristic values of force. 1
3.2 Characteristic values of displacement . 2
3.3 Characteristic values of impact energy . 2
4 Symbols and abbreviated terms . 2
5 Principle . 3
6 Apparatus . 4
7 Test piece . 6
8 Test procedure . 6
9 Expression of results . 6
9.1 General . 6
9.2 Evaluation of the force-displacement curve . 7
9.3 Determination of the characteristic values of force . 7
9.4 Determination of the characteristic values of displacement . 7
9.5 Determination of the characteristic values of impact energy . 9
10 Test report . 9
Annex A (informative) Designs of instrumented strikers .11
Annex B (informative) Example of support block for the calibration of a 2 mm striker .12
Annex C (informative) Formulae for the estimation of the proportion of ductile fracture surface 13
Annex D (normative) Instrumented Charpy V-notch pendulum impact testing of miniature
test pieces .14
Bibliography .20
© ISO 2015 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 9 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(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.
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 on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 4, Toughness testing.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 14556:2000), which has been
technically revised.
iv © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
INTERNATIONAL STANDARD ISO 14556:2015(E)
Metallic materials — Charpy V-notch pendulum impact test
— Instrumented test method
1 Scope
This International Standard specifies a method of instrumented Charpy V-notch pendulum impact testing
on metallic materials and the requirements concerning the measurement and recording equipment.
With respect to the Charpy pendulum impact test described in ISO 148-1, this test provides further
information on the fracture behaviour of the product under impact testing conditions.
General information about instrumented impact testing can be found in Reference [1] to Reference [5].
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method.
ISO 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Characteristic values of force
3.1.1
general yield force
F
gy
force at the transition point from the linearly increasing part to the curved increasing part of the force-
displacement curve
Note 1 to entry: It represents a first approximation of the force at which yielding has occurred across the entire
test piece ligament (see 9.3).
3.1.2
maximum force
F
m
maximum force in the course of the force-displacement curve
3.1.3
unstable crack initiation force
F
iu
force at the beginning of the steep drop in the force-displacement curve (unstable crack initiation)
3.1.4
crack arrest force
F
a
force at the end (arrest) of unstable crack propagation
© ISO 2015 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 11 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
3.2 Characteristic values of displacement
3.2.1
general yield displacement
s
gy
displacement corresponding to the general yield force, F
gy
3.2.2
displacement at maximum force
s
m
displacement corresponding to the maximum force, F
m
3.2.3
crack initiation displacement
s
iu
displacement corresponding to the force at unstable crack initiation, F
iu
3.2.4
crack arrest displacement
s
a
displacement corresponding to the force at the end (arrest) of unstable crack propagation, F
a
3.2.5
total displacement
s
t
displacement at the end of the force-displacement curve
3.3 Characteristic values of impact energy
3.3.1
energy at maximum force
W
m
partial impact energy from s = 0 to s = s
m
3.3.2
unstable crack initiation energy
W
iu
partial impact energy from s = 0 to s = s
iu
3.3.3
crack arrest energy
W
a
partial impact energy from s =0 to s = s
a
3.3.4
total impact energy
W
t
energy absorbed by the test piece during the test
Note 1 to entry: Calculated from the area under the force-displacement curve from s =0 to s = s .
t
4 Symbols and abbreviated terms
For the purposes of this document, the symbols and abbreviations given in Table 1 are applicable (see
also Figure 2 and Figure 3).
2 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
Table 1 — Symbols and designations
Symbol Designation Unit
f Output frequency limit Hz
g
F Force N
F Crack arrest force N
a
F General yield force N
gy
F Unstable crack initiation force N
iu
F Maximum force N
m
2
g Acceleration due to gravity m/s
n
h Height of fall of the centre of strike of the pendulum (see ISO 148-2) m
KV Absorbed energy as defined in ISO 148-1 J
m Effective mass of the pendulum corresponding to its effective weight (see ISO 148-2) kg
s Displacement m
s Crack arrest displacement m
a
s General yield displacement m
gy
s Displacement at unstable crack initiation m
iu
s Displacement at maximum force m
m
s Total displacement m
t
t Time s
t Time at the beginning of deformation of the test piece s
o
t Signal rise time s
r
v Initial striker impact velocity m/s
o
v Striker impact velocity at time t m/s
t
W Crack arrest energy J
a
W Energy at unstable crack initiation J
iu
W Energy at maximum force J
m
W Total impact energy J
t
5 Principle
5.1 This test consists of measuring the impact force, in relation to the test piece bending displacement,
during an impact test carried out in accordance with ISO 148-1. The area under the force-displacement
curve is a measure of the energy absorbed by the test piece.
5.2 Force-displacement curves for different steel products and different temperatures can be quite
different, even though the areas under the curves and the absorbed energies are identical. If the force-
displacement curves are divided into characteristic parts, various phases of the test can be deduced
which provide considerable information about the behaviour of the test piece at impact loading rates.
NOTE The force-displacement curve cannot be used in strength calculations of structures. It is not possible
to directly determine the lowest permissible operating temperature for a material in a construction.
© ISO 2015 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 13 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
6 Apparatus
6.1 Testing machine
A pendulum impact testing machine, in accordance with ISO 148-2, and instrumented to determine the
force-time or force-displacement curve shall be used.
Comparisons between the total impact energy, W , from the instrumentation and the absorbed energy
t
indicated by the machine dial or encoder, KV, shall be made.
NOTE 1 The instrumentation and the machine dial or encoder measure similar but different quantities.
Differences are to be expected (see Reference[6]).
If deviations between KV and W exceed ±5 J, the following should be investigated:
t
a) friction of the machine;
b) calibration of the measuring system;
c) software used.
6.2 Instrumentation and calibration
6.2.1 Traceable measurement
The equipment used for all calibration measurements shall be traceable to national or international
standards of measurement.
6.2.2 Force measurement
Force measurement is usually achieved by using two active electric resistance strain gauges attached
to the standard striker to form a force transducer. Suitable designs are shown in Annex A.
A full bridge circuit is made by two equally stressed (active) strain gauges bonded to opposite sides of
the striker and by two compensating (passive) strain gauges, or by substitute resistors. Compensating
strain gauges shall not be attached to any part of the testing machine which experiences impact or
vibration effects.
NOTE 1 Alternately, any other instrumentation to form a force transducer, which meets the required
performance levels, may be used.
The force measuring system (instrumented striker, amplifier, recording system) shall have a response
of at least 100 kHz, which corresponds to a rise time, t, of no more than 3,5 µs.
A simple dynamic assessment of the force measuring chain can be performed by measuring the
value of the first inertia peak. By experience, the dynamics of the measuring chain can be considered
satisfactory if a steel V-notch test piece shows an initial peak greater than 8 kN when using an impact
velocity between 5 m/s and 5,5 m/s. This is valid if the centres of the active strain gauges are 11 mm to
15 mm away from the striker contact point.
The instrumentation of the striker shall be adequate to give the required nominal force range. The
instrumented striker shall be designed to minimize its sensitivity to non-symmetric loading.
NOTE 2 Experience shows that with the V-notch test piece, nominal impact forces up to 40 kN can occur for
most steel types.
6.2.3 Calibration
Calibration of the recorder and measuring system may be performed statically in accordance with the
accuracy requirements given below and in 6.2.4.
4 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
It is recommended that the force calibration be performed with the striker built into the hammer assembly.
Force is applied to the striker through a special load frame equipped with a calibrated load cell and
using a special support block in the position of the test piece.
This support block shall have a high stiffness. The contact conditions shall be approximately equal to
those of the test and give reproducible results.
NOTE 1 An example of the support block for the calibration of a 2 mm striker is given in Annex B.
The static linearity and hysteresis error of the built-in, instrumented striker, including all parts of the
measurement system up to the recording apparatus (printer, plotter, etc.), shall be within ±2 % of the
recorded force, between 50 % and 100 % of the nominal force range, and within ±1 % of the full scale
force value between 10 % and 50 % of the nominal force range (see Figure 1).
For the instrumented striker alone, it is recommended that the accuracy be ±1 % of the recorded value
between 10 % and 100 % of the nominal range.
Key
X recorded value as percentage of nominal range
Y absolute error as percentage of nominal range
Figure 1 — Maximum permissible error of recorded values within the nominal force range
6.2.4 Displacement measurement
Displacement is normally determined from force-time measurements. See Clause 9.
Displacement can also be determined by non-contacting measurement of the displacement of the striker,
relative to the anvil, using optical, inductive, or capacitive methods. The signal transfer characteristics
of the displacement measurement system shall correspond to that of the force measuring system in
order to make the two recording systems synchronous.
The displacement measuring system shall be designed for nominal values up to 30 mm; linearity errors
in the measuring system shall yield measured values to within ±2 % in the range 1 mm to 30 mm. A
© ISO 2015 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 15 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
dynamic calibration of the displacement system can be achieved by releasing the pendulum without a
test piece in place, when the velocity is determined by:
vg= 2 h (1)
0 n
The velocity signal registered when the pendulum passes through the lowest position shall correspond
to velocity v .
0
It is recommended that displacements between 0 mm and 1 mm be determined from time measurements
and the striker impact velocity, using double numerical integration as described in 9.1.
6.2.5 Recording apparatus
Recording of the dynamic signals is preferably achieved by digital storage recorders, with output of the
test results to an X-Y printer or plotter. In order to meet the accuracies required in 6.2.3 and 6.2.4 with
digital measurement and recording systems, at least an 8 bit analogue-digital converter, with a sampling
rate of 250 kHz (4 µs), is required; however, 12 bit and 1 MHz are recommended. A minimum storage
capacity of 2 000 data points is required for each signal over an 8 ms time period, if the recording is
to be adequate; however, 8 000 data points are recommended. For signals less than 8 ms, the required
storage capacity may be reduced in proportion.
When values are determined from force-displacement graphs, sufficient precision is achieved by
producing graphs at least 100 mm high by 100 mm wide.
6.2.6 Calibration interval
It is recommended that calibration of the instrumentation be performed at intervals not exceeding 12
months, or whenever the pendulum impact machine or instrumentation has undergone dismantling,
moving, repair, or adjustment. In the case of striker replacement, it is recommended that a calibration
be performed, unless it can be demonstrated that it is not necessary.
7 Test piece
The test piece is a Charpy V-notch test piece, in accordance with ISO 148-1.
8 Test procedure
Perform the Charpy V-notch pendulum impact test in accordance with ISO 148-1. In addition, determine
and evaluate the force-displacement curve with respect to various characteristic deformation and
fracture stages.
9 Expression of results
9.1 General
If the displacement is not directly measured, calculate the force-displacement curve as follows. The
force-time relationship measured on the striker is proportional to the acceleration characteristic. Given
an assumed rigid pendulum of effective mass m, the initial impact velocity v , and the time t following
0
the beginning of the deformation at t , the test piece bending displacement is calculated by double
0
numerical integration using:
t
1
vt()=−v Ft()dt (2)
0
∫
m
t
0
6 © ISO 2015 – All rights reserved
---------------------- Page: 16 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
t
st()= vt()dt (3)
∫
t
0
9.2 Evaluation of the force-displacement curve
Characteristic force-displacement curves of various types are shown in Figure 2, in order to simplify
evaluation and reporting. These can be classified in the following categories:
— Type A and B (lower shelf);
— Type C, D, and E (transition);
— Type F (upper shelf).
With force-displacement curves of Type A, only unstable crack propagation occurs. For Types B, C, D,
and E, various amounts of stable and unstable crack propagation can occur. With Type F curves, only
stable crack propagation occurs.
Determine the type of force-displacement curve by comparison with the schematic representations
given in Figure 2 (column 2). With force-displacement curves of Type A, only F can be evaluated. With
iu
curves of Type B, only F and F can be evaluated.
iu a
In the following sections, the evaluation of the force-displacement curve is explained. It should be noted
that vibrations are superimposed on the force-displacement signal, which arise from force interaction
between the instrumented striker and the test piece. Generally, a fitted curve through the oscillations,
as shown in Figure 3, yields reliable characteristic values.
9.3 Determination of the characteristic values of force
Determine the general yield force, F , as the force at the intersection between the linear elastic part
gy
of the force-displacement curve, discarding the initial inertia peak, and the fitted curve through the
oscillations of the force-displacement curve following the onset of yield of the entire ligament (Figure 2,
force-displacement curves of Type C to Type F).
Determine the maximum force, F , as the maximum value of the fitted curve through the oscillations.
m
Determine the unstable crack initiation force, F , as the force at the intersection between the fitted
iu
curve through the oscillations, after the occurrence of general yield, and the steeply dropping part of
the force-displacement curve. If the steep drop coincides with the maximum recorded force, then F =
iu
F (force-displacement curves of Types C or D).
m
Determine the crack arrest force, F , as the force at the intersection between the steep drop of the
a
force-displacement curve and the fitted curve through the oscillations of the subsequent part of the
force-displacement curve (force-displacement curves of Type D or Type E).
9.4 Determination of the characteristic values of displacement
The characteristic values of displacement given in 3.2 are the abscissa values of the characteristic
values of force determined according to 9.3, (see Figure 2).
NOTE 1 The general yield displacement, s , can only be approximately determined using common measuring
gy
apparatus. Consequently, s is not generally used.
gy
NOTE 2 Due to the steep drop in the force-displacement curve between F and F , it is generally the case
iu a
that s ≈ s .
iu a
The total displacement, s , is only determined if the test piece becomes completely fractured during
t
the test and the force-displacement curve up to the fracture of the test piece is available. In such a case,
the fitted curve through the oscillations of the force-displacement curve approaches asymptotically
© ISO 2015 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 17 ----------------------
SIST EN ISO 14556:2016
ISO 14556:2015(E)
the force F = 0. The total displacement, s , is given as the abscissa value of the fitted curve through the
t
oscillations corresponding to F = 0.
NOTE 3 If the force does not return to the baseline (i.e. F = 0) within the testing time selected but approaches
asymptotically a value F > 0, the total displacement, s , may be defined as the abscissa value of the fitted curve
t
through the oscillations corresponding to F = 0,02 F .
m
Key
1 type o
...
SLOVENSKI STANDARD
oSIST prEN ISO 14556:2014
01-julij-2014
Kovinski materiali - Udarni preskus žilavosti po Charpyju (V-zareza) -
Instrumentirana preskusna metoda (ISO/DIS 14556:2014)
Metallic materials - Charpy V-notch pendulum impact test - Instrumented test method
(ISO/DIS 14556:2014)
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy (V Kerb) -
Instrumentiertes Prüfverfahren (ISO/DIS 14556:2014)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy à entaille en V -
Méthode d'essai instrumenté (ISO/DIS 14556:2014)
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN ISO 14556 rev
ICS:
77.040.10 Mehansko preskušanje kovin Mechanical testing of metals
oSIST prEN ISO 14556:2014 de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
---------------------- Page: 2 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
EUROPÄISCHE NORM
ENTWURF
prEN ISO 14556 rev
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
April 2014
ICS 77.040.10 Vorgesehen als Ersatz für EN ISO 14556:2000
Deutsche Fassung
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy
(V Kerb) - Instrumentiertes Prüfverfahren (ISO/DIS 14556:2014)
Metallic materials - Charpy V-notch pendulum impact test - Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur
Instrumented test method (ISO/DIS 14556:2014) éprouvette Charpy à entaille en V - Méthode d'essai
instrumenté (ISO/DIS 14556:2014)
Dieser Europäische Norm-Entwurf wird den CEN-Mitgliedern zur parallelen Umfrage vorgelegt. Er wurde vom Technischen Komitee
ECISS/TC 101 erstellt.
Wenn aus diesem Norm-Entwurf eine Europäische Norm wird, sind die CEN-Mitglieder gehalten, die CEN-Geschäftsordnung zu erfüllen, in
der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu
geben ist.
Dieser Europäische Norm-Entwurf wurde vom CEN in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch) erstellt. Eine Fassung in
einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und
dem Management-Zentrum des CEN-CENELEC mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen
Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta,
den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der
Tschechischen Republik, der Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
Die Empfänger dieses Norm-Entwurfs werden gebeten, mit ihren Kommentaren jegliche relevante Patentrechte, die sie kennen, mitzuteilen
und unterstützende Dokumentationen zur Verfügung zu stellen.
Warnvermerk : Dieses Schriftstück hat noch nicht den Status einer Europäischen Norm. Es wird zur Prüfung und Stellungnahme
vorgelegt. Es kann sich noch ohne Ankündigung ändern und darf nicht als Europäischen Norm in Bezug genommen werden.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
CEN-CENELEC Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brüssel
© 2014 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ref. Nr. prEN ISO 14556 rev:2014 D
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
---------------------- Page: 3 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
Inhalt
Seite
Vorwort .4
1 Anwendungsbereich .5
2 Normative Verweisungen .5
3 Begriffe .5
4 Formelzeichen und Abkürzungen .7
5 Kurzbeschreibung .8
6 Geräte .8
6.1 Prüfmaschine .8
6.2 Instrumentierung und Kalibrierung .8
6.2.1 Rückführbarkeit der Messungen .8
6.2.2 Kraftmessung .8
6.2.3 Kalibrierung .9
6.2.4 Durchbiegungsmessung . 10
6.2.5 Registriergeräte . 11
6.2.6 Kalibrierintervall. 11
7 Probe . 11
8 Versuchsdurchführung . 11
9 Darstellung der Ergebnisse . 11
9.1 Allgemeines . 11
9.2 Auswertung der Kraft-Durchbiegungs-Kurve . 12
9.3 Ermittlung kennzeichnender Werte der Kraft . 12
9.4 Ermittlung kennzeichnender Werte der Durchbiegung . 12
9.5 Ermittlung kennzeichnender Werte der Schlagarbeit . 14
10 Prüfbericht . 15
Anhang A (informativ) Ausführungen instrumentierter Hammerfinnen . 16
Anhang B (informativ) Beispiel für ein Gegenstück zur Kalibrierung einer Hammerfinne mit 2 mm
Radius . 17
Anhang C (informativ) Gleichungen zum Abschätzen des Anteils an Verformungsbruchfläche . 18
Anhang D (normativ) Prüfung von Kleinproben im instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch
nach Charpy (V-Kerb) . 19
D.1 Einleitung . 19
D.2 Geräte . 19
D.2.1 Prüfmaschine . 19
D.2.2 Kraftmesssystem . 21
D.2.3 Kalibrierung . 21
D.2.4 Registriergeräte . 21
D.3 Probe . 22
D.4 Versuchsdurchführung . 24
D.4.1 Prüftemperatur . 24
D.4.2 Prüfgeschwindigkeit . 24
D.5 Auswertung der Kraft-Durchbiegungs-Kurve . 24
D.5.1 Allgemeines . 24
2
---------------------- Page: 4 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
D.5.2 Ermittlung der Fließkraft F . 24
gy
D.6 Prüfbericht . 25
D.7 Wiederhol- und Vergleichpräzision des Prüfverfahrens . 25
Literaturhinweise . 26
3
---------------------- Page: 5 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (prEN ISO 14556:2014) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 164 „Mechanical testing
of metals“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee ECISS/TC 101 „Prüfverfahren für Stahl (andere
als chemische Analysen)“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR gehalten wird.
Dieses Dokument ist derzeit zur parallelen Umfrage vorgelegt.
Die Anhänge A bis C dieser Internationalen Norm dienen nur zur Information.
Anerkennungsnotiz
Der Text von ISO/DIS 14556:2014 wurde vom CEN als prEN ISO 14556:2014 ohne irgendeine Abänderung
genehmigt.
4
---------------------- Page: 6 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
1 Anwendungsbereich
In dieser Internationalen Norm sind der instrumentierte Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy (V-Kerb) für
metallische Werkstoffe sowie Anforderungen an die Mess- und Aufzeichnungseinrichtungen festgelegt.
In Bezug auf den in ISO 148-1 beschriebenen Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy ermöglicht der hier
beschriebene Versuch weitergehende Aussagen über das Bruchverhalten des untersuchten Erzeugnisses
unter schlagartigen Beanspruchungsbedingungen.
Allgemeine Angaben zum instrumentierten Kerbschlagbiegeversuch können den Literaturhinweisen [1 bis 5]
entnommen werden.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind für die
Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene
Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments
(einschließlich aller Änderungen).
ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 148-2, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 2: Verification of testing machines
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe.
3.1 Kennzeichnende Werte der Kraft
3.1.1
Fließkraft
F
gy
Kraft an der Übergangsstelle vom linear ansteigenden Teil zum gekrümmt ansteigenden Teil der
Kraft-Durchbiegungs-Kurve
ANMERKUNG Sie kennzeichnet in erster Näherung den Eintritt der Vollplastizierung des Ligaments der Probe
(siehe 9.3).
3.1.2
Höchstkraft
F
m
Maximalkraft im Verlauf der Kraft-Durchbiegungs-Kurve
3.1.3
Kraft bei instabiler Risseinleitung
F
iu
Kraft beim Beginn des Steilabfalls der Kraft-Durchbiegungs-Kurve (instabile Risseinleitung)
3.1.4
Kraft bei Rissauffang
F
a
Kraft am Ende (Arrest) der instabilen Rissausbreitung
5
---------------------- Page: 7 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
3.2 Kennzeichnende Werte der Durchbiegung
3.2.1
Durchbiegung beim Erreichen der Fließkraft
s
gy
Durchbiegung, zugeordnet zur Fließkraft F
gy
3.2.2
Durchbiegung beim Erreichen der Höchstkraft
s
m
Durchbiegung, zugeordnet zur Höchstkraft F
m
3.2.3
Durchbiegung bei Risseinleitung
s
iu
Durchbiegung, zugeordnet zur Kraft bei instabiler Risseinleitung F
iu
3.2.4
Durchbiegung beim Rissauffang
s
a
Durchbiegung, zugeordnet zur Kraft am Ende (Arrest) der instabilen Rissausbreitung F
a
3.2.5
Gesamtdurchbiegung
s
t
Durchbiegung am Ende der Kraft-Durchbiegungs-Kurve
3.3 Kennzeichnende Werte der Schlagarbeit
3.3.1
Schlagarbeit bei Höchstkraft
W
m
Teilschlagarbeit von s = 0 bis s = s
m
3.3.2
Schlagarbeit bei instabiler Risseinleitung
W
iu
Teilschlagarbeit von s = 0 bis s = s
iu
3.3.3
Schlagarbeit bei Rissauffang
W
a
Teilschlagarbeit von s = 0 bis s = s
a
3.3.4
Gesamtschlagarbeit
W
t
von der Probe beim Versuch verbrauchte Schlagarbeit, durch Integration berechnet aus der Fläche unter der
Kraft-Durchbiegungs-Kurve von s = 0 bis s = s
t
6
---------------------- Page: 8 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
4 Formelzeichen und Abkürzungen
Die in dieser Internationalen Norm verwendeten Formelzeichen und Benennungen sind in Tabelle 1
angegeben (siehe auch Bilder 2 und 3).
Tabelle 1 — Formelzeichen und Benennungen
Formel-
Benennung Einheit
zeichen
f
Grenzfrequenz Hz
g
F Kraft N
F
Kraft bei Rissauffang N
a
F
Fließkraft N
gy
F
Kraft bei instabiler Risseinleitung N
iu
F
Höchstkraft N
m
2
g
Fallbeschleunigung
m/s
n
Fallhöhe des Pendels, bezogen auf den Mittelpunkt der Finnenschneide (siehe
h
m
ISO 148-2)
KV
Verbrauchte Schlagarbeit nach ISO 148-1 J
Wirksame Masse des Pendels aufgrund seines effektiven Gewichtes (siehe
m
kg
ISO 148-2)
s
Durchbiegung m
s
Durchbiegung beim Rissauffang m
a
s
Durchbiegung beim Erreichen der Fließkraft m
gy
s
Durchbiegung bei instabiler Risseinleitung m
iu
s
Durchbiegung bei Höchstkraft m
m
s
Gesamtdurchbiegung m
t
t Zeit s
t
Zeit beim ersten Kontakt des Hammers mit der Probe s
0
t
Signalanstiegszeit s
r
v
Auftreffgeschwindigkeit des Hammers m/s
0
v
Geschwindigkeit des Hammers zur Zeit t m/s
t
W
Schlagarbeit bei Rissauffang J
a
W
Schlagarbeit bei instabiler Risseinleitung J
iu
W
Schlagarbeit bei Höchstkraft J
m
W
Gesamtschlagarbeit J
t
7
---------------------- Page: 9 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
5 Kurzbeschreibung
5.1 Der Versuch wird in gleicher Weise wie der Kerbschlagbiegeversuch nach ISO 148-1 durchgeführt,
wobei die Schlagkraft in Abhängigkeit von der Durchbiegung gemessen wird. Die Fläche unter der
Kraft-Durchbiegungs-Kurve ist eine Maß für die von der Probe verbrauchte Schlagarbeit.
5.2 Kraft-Durchbiegungs-Kurven für unterschiedliche Stahlerzeugnisse und bei verschiedenen
Prüftemperaturen können sich beträchtlich unterscheiden, selbst wenn die Flächen unter den Kurven und die
verbrauchten Schlagarbeiten gleich sind. Werden die Kraft-Durchbiegungs-Kurven in mehrere
kennzeichnende Abschnitte unterteilt, können verschiedene Phasen des Versuchs mit kennzeichnenden
Merkmalen abgeleitet werden, die weitergehende Aussagen über das Verhalten der Probe unter schlagartigen
Beanspruchungsbedingungen liefern.
ANMERKUNG Die Kraft-Durchbiegungs-Kurve kann nicht für die Festigkeitsberechnung von Bauteilen verwendet
werden. Die unmittelbare Bestimmung der tiefsten zulässigen Beanspruchungstemperatur eines Werkstoffs in einer
Konstruktion ist nicht möglich.
6 Geräte
6.1 Prüfmaschine
Die Prüfung muss mit einem Pendelschlagwerk nach ISO 148-2 durchgeführt werden, das mit einer
Instrumentierung zur Ermittlung von Kraft-Zeit-Kurven oder Kraft-Durchbiegungs-Kurven ausgerüstet ist.
Zwischen der mit Hilfe der Instrumentierung bestimmten verbrauchten Gesamtschlagarbeit W und der an der
t
Maschine oder am Encoder angezeigten Schlagarbeit KV müssen Vergleiche durchgeführt werden.
ANMERKUNG 1 Obwohl über die Instrumentierung und die Maschinenanzeige oder den Encoder unterschiedliche
physikalische Größen gemessen werden, sind die ermittelten Schlagarbeiten vergleichbar. Differenzen sind aber zu
erwarten (siehe [6] in den Literaturhinweisen).
ANMERKUNG 2 Wenn die Abweichungen zwischen KV und W mehr als ± 5 J betragen, sollten folgende Punkte
t
überprüft werden:
a) die Reibung der Maschine;
b) die Kalibrierung des Messsystems;
c) die eingesetzte Software.
6.2 Instrumentierung und Kalibrierung
6.2.1 Rückführbarkeit der Messungen
Alle für die Kalibrierung verwendeten Messmittel müssen auf nationale oder internationale Normale
rückführbar sein.
6.2.2 Kraftmessung
Die Kraftmessung erfolgt üblicherweise mit zwei aktiven Dehnungsmessstreifen (DMS), die so an die
normgerechte Hammerfinne angebracht sind, dass sie ein Kraftmessglied bilden. Geeignete Ausführungen
sind in Anhang A dargestellt.
Eine Vollbrücke wird durch zwei gleich beanspruchte (aktive) DMS, jeweils auf den einander gegenüber
liegenden Seiten der Finne, und zwei (passive) Kompensations-DMS oder Ergänzungswiderstände gebildet.
Kompensations-DMS dürfen nicht an Teilen des Pendelschlagwerks appliziert werden, die Stoß- oder
Schwingungseffekten unterliegen.
8
---------------------- Page: 10 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
ANMERKUNG 1 Alternativ darf jeder andere Kraftmessaufnehmer verwendet werden, der die spezifizierten
Anforderungen erfüllt.
Das Kraftmesssystem (instrumentierte Finne, Verstärker, Aufzeichnungssystem) muss eine obere
Grenzfrequenz von mindestens 100 kHz aufweisen; dies entspricht einer Anstiegszeit t von nicht mehr als
3,5 µs.
ANMERKUNG 2 Das dynamische Verhalten der Kraftmesskette kann vereinfacht anhand der Messung des
Scheitelwerts des anfänglichen Trägheitspeaks (Inertialpeak) durchgeführt werden. Erfahrungsgemäß kann die Dynamik
der Messkette als ausreichend angesehen werden, wenn eine Normal-Probe mit V-Kerb aus Stahl bei einer
–1 –1
Schlaggeschwindigkeit zwischen 5 ms und 5,5 ms einen Beschleunigungsstoß größer als 8 kN als Scheitelwert
erreicht. Diese Angabe gilt für einen Mittelpunktabstand der aktiven DMS von der Spitze der Schlagnase von 11 mm bis
15 mm.
Die Instrumentierung der Finne muss für den erforderlichen Nennkraftbereich ausreichend sein. Die
instrumentierte Finne muss so gestaltet sein, dass ihre Empfindlichkeit bezüglich nicht symmetrischer
Krafteinleitung minimiert wird.
ANMERKUNG 3 Die Erfahrung zeigt, dass bei Normalproben mit V-Kerb bei den meisten Stahlsorten nominale
Schlagkräfte bis zu 40 kN auftreten können.
6.2.3 Kalibrierung
Die Kalibrierung des Aufzeichnungs- und Messsystems darf statisch mit den weiter unten und in 6.2.4
angegebenen Anforderungen durchgeführt werden.
Es wird empfohlen, die Kraftkalibrierung mit der in das Pendelschlagwerk eingebauten Finne durchzuführen.
Die Krafteinleitung in der Finne erfolgt über einen speziellen, mit einer kalibrierten Kraftmessdose bestückten
Belastungsrahmen und unter Anwendung eines speziellen Gegenstücks, das anstelle der üblichen
Kerbschlagbiegeprobe gegen das Widerlager gelegt wird.
Dieses Gegenstück muss eine hohe Steifigkeit haben. Die Kontaktbedingungen müssen weitgehend den
Bedingungen beim tatsächlichen Versuch entsprechen und zu wiederholbaren Kalibrierergebnissen führen.
ANMERKUNG 1 Ein Beispiel für ein Gegenstück zur Kalibrierung einer Finne mit 2 mm Radius ist in Anhang B
dargestellt.
Der statisch ermittelte Linearitäts- und Hysteresisfehler der instrumentierten Finne im eingebauten Zustand
einschließlich aller Komponenten der Messkette bis hin zum Registriergerät (Schreiber, Plotter usw.) muss im
Bereich zwischen 50 % und 100 % der Nennkraft weniger als ± 2 % der registrierten Kraft und im Bereich
zwischen 10 % und 50 % der Nennkraft weniger als ± 1 % des Endwerts betragen (siehe Bild 1).
ANMERKUNG 2 Für die instrumentierte Finne selbst wird die Einhaltung einer Unsicherheit von nicht größer als ± 1 %
des Anzeigewerts im Bereich zwischen 10 % und 100 % der Nennkraft empfohlen.
9
---------------------- Page: 11 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
Bild 1 — Maximal zulässige Unsicherheit der Anzeigewerte bezogen auf den Nennbereich der Kraft
6.2.4 Durchbiegungsmessung
Die Durchbiegung wird üblicherweise aus Kraft-Zeit-Messungen ermittelt, siehe Abschnitt 9.
Die Durchbiegung kann auch berührungslos als Verschiebung der Hammerfinne relativ zum Auflager mit Hilfe
optischer, induktiver oder kapazitiver Aufnehmer gemessen werden. Die Charakteristik der Signalübertragung
des Durchbiegungsmesssystems muss derjenigen der Kraftmesskette entsprechen, um eine zeitgleiche
Registrierung zu ermöglichen.
Das System für die Durchbiegungsmessung ist für Nennwerte bis 30 mm auszulegen. Die Linearitäts-
abweichung muss im Bereich von 1 mm bis 30 mm weniger als ± 2 % bezogen auf den jeweiligen Ablesewert
betragen. Eine dynamische Kalibrierung des Durchbiegungsmesssystems kann durchgeführt werden, indem
das Pendel ohne Verwendung einer Probe ausgelöst und die Geschwindigkeit aus der folgenden Gleichung
bestimmt wird:
v = 2g h (1)
0 n
Der registrierte Geschwindigkeitswert für den tiefsten Punkt, den das Pendel durchläuft, muss mit der
Geschwindigkeit v übereinstimmen.
0
Es wird empfohlen, Durchbiegungen zwischen 0 mm und 1 mm aus Zeitmessungen und der
Hammerauftreffgeschwindigkeit zu bestimmen. Für diesen Fall kann die folgende vereinfachte Gleichung
verwendet werden:
s= v (t− t ) (2)
0 0
Die Unsicherheit dieser Näherung ist kleiner als 2 %, wenn die zugehörige Teilenergie weniger als 4 % des
Arbeitsvermögens des Pendelschlagwerks beträgt.
10
---------------------- Page: 12 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
6.2.5 Registriergeräte
Die Registrierung der dynamischen Signale erfolgt vorzugsweise mit digitalen Speichereinrichtungen mit
Ausgabe der Versuchsergebnisse auf X-Y-Schreiber oder Plotter. Um die unter 6.2.3 und 6.2.4 angegebenen
Fehlergrenzen mit digitalen Mess- und Registriereinrichtungen zu erreichen, ist ein Analog-Digital-Wandler mit
mindestens 8 bit und einer Abtastrate von 250 kHz (4 µs) erforderlich; empfohlen werden jedoch eine
Auflösung von 12 bit und eine Abtastrate von 1 MHz. Für jedes Messsignal ist für eine Aufnahmedauer von
8 ms für eine ausreichende Aufzeichnungsqualität eine Mindestspeicherkapazität von 2 000 Messwerten
erforderlich, empfohlen werden jedoch 8 000 Messwerte. Für Messsignale kleiner als 8 ms darf die
erforderliche Speicherkapazität proportional verringert werden.
Falls Werte aus graphischen Kraft-Durchbiegungs-Diagrammen bestimmt werden, wird eine ausreichende
Präzision erreicht, wenn die Diagramme 100 mm × 100 mm groß sind.
6.2.6 Kalibrierintervall
Es wird empfohlen, die Kalibrierung der Instrumentierung in Intervallen von höchstens 12 Monaten oder nach
einer Demontage, einem Transport, einer Reparatur oder Justierung des Pendelschlagwerks oder der
Instrumentierung durchzuführen. Falls die Hammerfinne ausgewechselt wurde, wird eine Kalibrierung
empfohlen, es sei denn, es kann nachgewiesen werden, dass eine Kalibrierung nicht notwendig ist.
7 Probe
Die Probe ist eine Charpy-Kerbschlagbiegeprobe mit V-Kerb nach ISO 148-1.
8 Versuchsdurchführung
Der Versuch wird in gleicher Weise wie ein Kerbschlagbiegeversuch nach ISO 148-1 durchgeführt. Zusätzlich
wird eine Kraft-Durchbiegungs-Kurve ermittelt und hinsichtlich verschiedener kennzeichnender Phasen des
Verformungs- und Bruchablaufes ausgewertet.
9 Darstellung der Ergebnisse
9.1 Allgemeines
Wenn die Durchbiegung nicht direkt gemessen wird, ist die Kraft-Durchbiegungs-Kurve wie folgt zu
berechnen: Der an der Finne gemessene Kraft-Zeit-Verlauf ist proportional zum Beschleunigungsverlauf.
Unter der Annahme eines steifen Hammers mit der Masse m, einer Auftreffgeschwindigkeit v und der Zeit t,
0
wobei t der Zeitpunkt zu Beginn der Verformung ist, kann die Durchbiegung der Probe durch eine doppelte
0
numerische Integration berechnet werden:
t
1
v(t)= v − F(t)dt
0
∫
m
t
0
t
s(t)= ν(t)dt
∫
t
0
11
---------------------- Page: 13 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
9.2 Auswertung der Kraft-Durchbiegungs-Kurve
Zur Vereinfachung der Auswertung und der Protokollierung wird zwischen verschiedenen kennzeichnenden
Arten von Kraft-Durchbiegungs-Kurven nach Bild 2 unterschieden. Folgende Kategorien können
unterschieden werden:
Arten A und B Tieflage der verbrauchten Schlagarbeit
Arten C, D und E Übergangsgebiet
Art F Hochlage der verbrauchten Schlagarbeit
Bei Kraft-Durchbiegungs-Kurven der Art A tritt nur instabile Rissausbreitung auf. Bei den Kurven der Arten B,
C, D und E können stabile und instabile Rissausbreitung mit unterschiedlichen Anteilen auftreten. Bei den
Kurven der Art F erfolgt nur eine stabile Rissausbreitung.
Durch Vergleich mit den schematischen Darstellungen in Bild 2 (Spalte 2) ist die Art der
ausgewertet
Kraft-Durchbiegungs-Kurve zu ermitteln. Bei Kraft-Durchbiegungs-Kurven der Art A kann nur F
iu
werden. Bei Kurven der Art B können lediglich F und F ausgewertet werden.
iu a
In den folgenden Abschnitten wird die Auswertung der Kraft-Durchbiegungs-Kurve erläutert. Dabei sollte
beachtet werden, dass das Kraft-Durchbiegungs-Signal von Schwingungen überlagert ist, die durch den
Aufschlag der instrumentierten Finne auf die Probe bedingt sind. Im Allgemeinen liefert eine Ausgleichskurve
durch die Schwingungen, wie in Bild 3 dargestellt, zuverlässige kennzeichnende Werte.
9.3 Ermittlung kennzeichnender Werte der Kraft
Die Fließkraft F ist als Kraft im Schnittpunkt zwischen dem linearen elastischen Teil der
gy
Kraft-Durchbiegungs-Kurve ohne Berücksichtigung des anfänglichen Trägheitspeaks und der Ausgleichskurve
durch die Schwingungen der Kraft-Durchbiegungs-Kurve ab Beginn der Vollplastizierung des Ligaments
(Bild 2: Kraft-Durchbiegungs-Kurven der Arten C bis F) zu ermitteln.
Die Höchstkraft F ist als maximaler Wert der Ausgleichskurve durch die Schwingungen zu ermitteln.
m
Die Kraft bei instabiler Risseinleitung F ist als Kraft im Schnittpunkt zwischen der Ausgleichskurve durch die
iu
Schwingungen ab Beginn der Vollplastizierung und dem Steilabfall der Kraft-Durchbiegungs-Kurve zu
ermitteln. Fallen der Steilabfall und die registrierte Höchstkraft zusammen, so ist F = F (Kraft-
iu m
Durchbiegungs-Kurven der Arten C oder D).
Die Kraft bei Rissauffang F ist als Kraft im Schnittpunkt zwischen dem Steilabfall der
a
Kraft-Durchbiegungs-Kurve und der Ausgleichskurve durch die Schwingungen des nachfolgenden Teils der
Kraft-Durchbiegungs-Kurve (Kraft-Durchbiegungs-Kurven der Arten D oder E) zu ermitteln.
9.4 Ermittlung kennzeichnender Werte der Durchbiegung
Kennzeichnende Werte der Durchbiegung nach 3.2 sind die Abszissenwerte der nach 9.3 ermittelten
kennzeichnenden Werte der Kraft (siehe Bild 2).
ANMERKUNG 1 Die Durchbiegung beim Erreichen der Fließkraft s kann bei Verwendung üblicher Messeinrichtungen
gy
verzichtet.
nur annähernd ermittelt werden. Infolgedessen wird im Allgemeinen auf die Angabe von s
gy
ANMERKUNG 2 Wegen des Steilabfalls in der Kraft-Durchbiegungs-Kurve zwischen F und F ist im Allgemeinen
iu a
s ≈ s .
iu a
12
---------------------- Page: 14 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
Die Gesamtdurchbiegung s wird nur ermittelt, wenn die Probe im Versuch vollständig gebrochen wurde und
t
die Kraft-Durchbiegungs-Kurve bis zum Bruch der Probe vorliegt. In diesem Fall nähert sich die
Ausgleichkurve durch die Schwingungen der Kraft-Durchbiegungs-Kurve asymptotisch der Kraft F = 0. Die
Gesamtdurchbiegung s ist gegeben als Abszissenwert der Ausgleichskurve durch die Schwingungen bei
t
F = 0.
ANMERKUNG 3 Wenn die Kraft innerhalb der ausgewählten Versuchsdauer nicht bis zur Abszisse abfällt (d. h. F = 0),
sondern sich asymptotisch einem Wert F > 0 annähert, darf die Gesamtdurchbiegung s als Abszissenwert der
t
Ausgleichskurve durch die Schwingungen bei F = 0,02 F definiert werden.
m
Legende
1 Art
2 Schematische Darstellung
3 Beispiel eines Messschriebs
Bild 2 — Typische Kraft-Durchbiegungs-Kurven und Definitionen von Kraft- und
Durchbiegungswerten
13
---------------------- Page: 15 ----------------------
oSIST prEN ISO 14556:2014
prEN ISO 14556:2014 (D)
Bild 3 — Ermittlung kennzei
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.