ISO 1099:2017
(Main)Metallic materials — Fatigue testing — Axial force-controlled method
Metallic materials — Fatigue testing — Axial force-controlled method
ISO 1099:2017 specifies the conditions for conducting axial, constant-amplitude, force-controlled, fatigue tests at ambient temperature on metallic specimens, without deliberately introduced stress concentrations. The object of testing while employing this document is to provide fatigue information, such as the relation between applied stress and number of cycles to failure for a given material condition, such as hardness and microstructure, at various stress ratios. While the form, preparation and testing of specimens of circular and rectangular cross-section are described, component testing and other specialized forms of testing are not included in this document.
Matériaux métalliques — Essais de fatigue — Méthode par force axiale contrôlée
Le présent document spécifie les conditions de réalisation d'essais de fatigue par force contrôlée à amplitude constante et à température ambiante sur des éprouvettes métalliques, sans introduire délibérément des concentrations de contrainte. Ces essais ont pour objet, à l'aide du présent document, de donner des informations telles que la relation entre la contrainte appliquée et le nombre de cycles avant rupture pour un état de matériau donné, telle que la dureté et la microstructure, à différents rapports de contrainte. Même si la forme, la préparation et les essais des éprouvettes de section transversale circulaire et rectangulaire sont décrits, les essais de composants et les essais spéciaux ne sont pas inclus dans le présent document. NOTE 1 Les essais de fatigue réalisés sur des éprouvettes entaillées ne sont pas couverts par le présent document étant donné que leur forme et leur taille n'ont pas été normalisées. Toutefois, les procédures d'essai de fatigue décrites dans le présent document peuvent être appliquées aux essais de fatigue sur des éprouvettes entaillées. NOTE 2 Tout au long du présent document, la contrainte conventionnelle est utilisée. La contrainte conventionnelle est définie comme étant le quotient de la force appliquée de manière axiale sur l'aire de la section transversale de l'éprouvette, S = Force/Aire, à la température de l'essai.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 1099
Third edition
2017-06
Metallic materials — Fatigue testing —
Axial force-controlled method
Matériaux métalliques — Essais de fatigue — Méthode par force
axiale contrôlée
Reference number
©
ISO 2017
© ISO 2017, Published in Switzerland
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ii © ISO 2017 – All rights reserved
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Test plan . 3
4.1 General outline . 3
4.2 Presentation of fatigue results . 4
4.2.1 General. 4
4.2.2 Wöhler or S-N curve . 4
4.2.3 Mean stress diagrams . 4
5 Shape and size of specimen . 4
5.1 Form of specimens . 4
5.2 Specimen temperature measurement . 5
6 Geometry . 5
6.1 Bars and flat sheets >5 mm thick . 5
6.2 Flat sheets . 6
6.2.1 General. 6
6.2.2 Thicknesses between 5 mm and 2,5 mm . 6
6.2.3 Thicknesses <2,5 mm . 6
6.3 Preparation of specimens . 6
6.3.1 Machining procedure . 7
6.3.2 Sampling and marking . 7
6.3.3 Surface condition of the specimen . 7
6.3.4 Dimensional checks . 8
6.3.5 Storage and handling . 8
7 Apparatus . 8
7.1 Test machine . 8
7.2 Alignment check . 9
7.3 Force transducer . 9
7.4 Gripping of specimen. 9
8 Instrumentation for test monitoring .10
8.1 Recording systems .10
8.2 Cycle counter .10
9 Checking and verification.10
10 Mounting of specimen .10
11 Rate of testing .10
12 Application of force.11
13 Recording of temperature and humidity.11
14 Criterion of failure and test termination.11
14.1 Criterion of failure .11
14.2 Test termination .11
15 Test report .11
Bibliography .23
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 World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www . i so .org/ iso/ foreword .html
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 164, Mechanical testing of metals,
Subcommittee SC 5, Fatigue testing.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 1099:2006), which has been technically
revised.
It shall be noted that this document does not address safety or health concerns, should such issues exist,
that may be associated with its use or application. The user of this document has the sole responsibility
to establish any appropriate safety and health concerns as well as to determine the applicability of any
national or local regulatory limitations regarding the use of this document.
iv © ISO 2017 – All rights reserved
Introduction
This document is intended to provide guidance for conducting axial, constant-amplitude, force-
controlled, cyclic fatigue tests on specimens of a metal for the sake of generating fatigue-life data (i.e.
stress vs. cycles to failure) for material characterization.
Nominally identical specimens are mounted in an axial force-type fatigue-testing machine and
subjected to the required cyclic force conditions that introduce any one of the types of cyclic stress
as illustrated in Figure 1. The test waveform should be of constant amplitude and sinusoidal unless
otherwise specified.
The force being applied to the specimen is along the longitudinal axis passing through the centroid
of each cross-section. The test is continued until the specimen fails or until a predetermined number
of stress cycles have been exceeded (See Clauses 4 and 13). Tests are typically conducted at ambient
temperature (ideally between 10 °C to 35 °C).
NOTE The results of a fatigue test can be affected by atmospheric conditions and where controlled conditions
are required, ISO 554:1976, 2.1 applies.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 1099:2017(E)
Metallic materials — Fatigue testing — Axial force-
controlled method
1 Scope
This document specifies the conditions for conducting axial, constant-amplitude, force-controlled,
fatigue tests at ambient temperature on metallic specimens, without deliberately introduced stress
concentrations. The object of testing while employing this document is to provide fatigue information,
such as the relation between applied stress and number of cycles to failure for a given material
condition, such as hardness and microstructure, at various stress ratios.
While the form, preparation and testing of specimens of circular and rectangular cross-section are
described, component testing and other specialized forms of testing are not included in this document.
NOTE 1 Fatigue tests on notched specimens are not covered by this document since the shape and size of
notched test pieces have not been standardized. However, fatigue-test procedures described in this document
can be applied to fatigue tests of such notched specimens.
NOTE 2 Throughout this document, the engineering stress is employed. Engineering stress is defined as the
quotient of the axially applied force to the cross-sectional area of the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 1099
Troisième édition
2017-06
Matériaux métalliques — Essais de
fatigue — Méthode par force axiale
contrôlée
Metallic materials — Fatigue testing — Axial force-controlled method
Numéro de référence
©
ISO 2017
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2017 – Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Plan d’essai . 3
4.1 Présentation générale . 3
4.2 Présentation des résultats de fatigue . 4
4.2.1 Généralités . 4
4.2.2 Courbe de Wöhler ou courbe S-N .4
4.2.3 Diagrammes de contrainte moyenne . 4
5 Forme et dimension de l'éprouvette . 5
5.1 Forme des éprouvettes . 5
5.2 Mesure de la température de l'éprouvette . 5
6 Géométrie . 5
6.1 Barreaux et produits plats >5 mm d'épaisseur . 5
6.2 Éprouvettes plates . 6
6.2.1 Généralités . 6
6.2.2 Épaisseur entre 2,5 mm et 5 mm . 7
6.2.3 Épaisseur <2,5 mm . 7
6.3 Préparation des éprouvettes . 7
6.3.1 Procédure d'usinage . 7
6.3.2 Échantillonnage et marquage . 8
6.3.3 État de surface de l'éprouvette . 8
6.3.4 Contrôles dimensionnels . 9
6.3.5 Stockage et manutention . 9
7 Appareillage . 9
7.1 Machine d'essai . 9
7.2 Contrôle d'alignement . 9
7.3 Capteur de force .10
7.4 Amarrage de l'éprouvette .10
8 Instruments de surveillance des essais .10
8.1 Systèmes d'enregistrement .10
8.2 Compteur de cycles .10
9 Contrôle et vérification .11
10 Montage de l'éprouvette .11
11 Vitesse de l'essai .11
12 Application de la force .11
13 Consignation de la température et de l'humidité.11
14 Critère de rupture et fin de l'essai .12
14.1 Critère de rupture .12
14.2 Fin de l'essai .12
15 Rapport d’essai .12
Bibliographie .23
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 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 le lien
suivant: www .iso .org/ iso/ foreword .html
Le présent document a été élaboré par le Comité technique ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 5, Essais de fatigue.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 1099:2006), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Il doit être noté que le présent document n'aborde pas les problèmes de sécurité et de santé, si de tels
problèmes existent, qui peuvent être liés à son utilisation ou son application. Il relève de la responsabilité
de l'utilisateur du présent document d'établir toutes les questions appropriées en matière de sécurité et
de santé, ainsi que de déterminer l'applicabilité des limitations réglementaires nationales ou locales eu
égard à l'utilisation du présent document.
iv © ISO 2017 – Tous droits réservés
Introduction
Le présent document est destiné à fournir des recommandations relatives à la réalisation des essais
de fatigue axiale, à amplitude constante, par force contrôlée et cyclique sur des éprouvettes en métal,
en vue de fournir des données sur la durée de vie en fatigue (c'est-à-dire la contrainte en fonction du
nombre de cycles avant rupture) pour la caractérisation d’un matériau.
Les éprouvettes identiques sont montées dans une machine d'essai de fatigue en force et soumises aux
conditions de force cyclique exigées introduisant l'un des types de contraintes cycliques présentés à la
Figure 1. Sauf spécification contraire, il convient que la forme d'onde d'essai présente une amplitude
constante et soit sinusoïdale.
La force appliquée à l'éprouvette est exercée le long de l'axe longitudinal passant par le centroïde de
chaque section transversale. L'essai se poursuit tant que l'éprouvette ne fait pas l'objet d'une rupture ou
qu'un nombre prédéterminé de cycles de contrainte n'a pas été dépassé (voir les Articles 4 et 13). Les
essais sont en général réalisés à température ambiante (dans l'idéal entre 10 °C et 35 °C).
NOTE Les résultats d'un essai de fatigue peuvent être affectés par les conditions atmosphériques et, lorsque
des conditions contrôlées sont requises, l'ISO 554:1976, 2.1 s'applique.
NORME INTERNATIONALE ISO 1099:2017(F)
Matériaux métalliques — Essais de fatigue — Méthode par
force axiale contrôlée
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les conditions de réalisation d'essais de fatigue par force contrôlée à
amplitude constante et à température ambiante sur des éprouvettes métalliques, sans introduire
délibérément des concentrations de contrainte. Ces essais ont pour objet, à l'aide du présent document,
de donner des informations telles que la relation entre la contrainte appliquée et le nombre de cycles
avant rupture pour un état de matériau donné, telle que la dureté et la microstructure, à différents
rapports de contrainte.
Même si la forme, la
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.