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ISO 12106:2017 金属材料—疲労試験—軸ひずみ制御法 | ページ 6

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

3 用語と定義

この文書の目的上、次の用語と定義が適用されます。

ISO と IEC は、標準化に使用する用語データベースを次のアドレスで維持しています。

3.1

エンジニアリングストレス

瞬時力を標点距離の初期断面積で割ったもの

mml_m1

3.2

本当のストレス

瞬間的な力を標点の長さの瞬間的な断面積で割ったもの

mml_m2

注記 1:約 10% までのひずみでは、真の応力は工学応力F / A o で近似されます。また、約 10% までのひずみでは、伸び計によって実際に測定される工学的ひずみであり、テストで制御されるパラメータであることに注意することも重要です。

3.3

初期の長さ

ゲージ長

L o

試験温度における伸び計測定点間の初期長さ

3.4

平行長さ

L p

試験片の遷移半径間の長さ

3.5

歪み

工学的ひずみ

mml_m4

真の全ひずみ

mml_m5

どこ
L iゲージセクションの瞬間的な長さです。
L o初期の長さまたはゲージの長さです。

注記 1:真ひずみ値が約 10% の場合、 εは工学ひずみe = Δ L / L で近似されます。約 10% までのひずみでは、伸び計によって測定される量である工学的ひずみと、ひずみ制御疲労試験の制御されたパラメータに注意することも重要です。

3.6

サイクル

周期的に繰り返されるひずみ時間関数の最小セグメント

3.7

最大

1 サイクル内の変数の最大代数値

3.8

最小

1 サイクル内の変数の最小代数値

3.9

平均

変数の最大値と最小値の代数和の半分

3.10

範囲

変数の最大値と最小値の間の代数的な差

3.11

振幅

変数の範囲の半分

3.12

疲れた人生

N f

失敗するまでに適用する必要があるサイクルの数

注記 1:失敗基準は、たとえば 7.8 で定義されます。使用した破壊基準は結果とともに報告され、一連の疲労試験を通じて一貫していなければなりません。

3.13

ヒステリシスループ

1 つの完全なサイクル中の応力-ひずみ応答の閉曲線

注記 1:テストシーケンスの最初のいくつかのヒステリシスループが、周期的軟化、周期的硬化、周期的応力緩和、応力の「シェイクダウン」、またはラチェットにより完全に「閉じ」ていない可能性があることは非常に一般的です。

参考文献

一般的な参考文献
1ISO 377, 鉄鋼および鉄鋼製品 — 機械試験用のサンプルおよび試験片の場所と準備
2ISO 1099, 金属材料 — 疲労試験 — 軸力制御法
3ISO 3785, 金属材料 — 製品の質感に関連した試験片の軸の指定
4ISO 4965-1, 金属材料 — 一軸疲労試験のための動的力校正 — Part 1: 試験システム
5ISO 4965-2, 金属材料 — 一軸疲労試験のための動的力校正 — Part 2: 動的校正装置 (DCD) 計測器
6ISO/IEC 17025, 試験および校正機関の能力に関する一般要件
7ASTM E 606-12, ひずみ制御疲労試験の標準手法
8AFNOR A 03-403:1990, 金属製品 — 低サイクル疲労試験 [フランス語]
9BS 7270:2006, 定振幅ひずみ制御疲労試験方法
10JCGM 102, 測定における不確かさの表現に関するガイド。 ( GUM 1995 に若干の修正を加えたもの)、BIPM
11JCGM 200, 計量学の国際語彙 - 基本および一般概念および関連用語 (VIM)、BIPM
12JIS Z 2279:1992,金属材料の高温低サイクル疲労試験方法
13Mitchell , MR, 「設計のための現代疲労解析の基礎」 、ASM ハンドブック、疲労と破壊、第 19 巻、第 18 章、1997 年
14ASTM/STP 465, 低サイクル疲労試験マニュアル、編。 RM ウェッツェル、LF コフィン、ASTM, 1969 年
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16高温時の疲労、Ed. RP スケルトン、エルゼビア サイエンス パブリッシャーズ、1983 年
17ASTM/STP 942, 低サイクル疲労、編。ソロモン HD, ハルフォード GR, カイサンド LR, ライス BN, ASTM, 1988 年
18Boller 、C.、 Seeger 、T.、周期荷重の材料データ、材料科学モノグラフ 42, エルゼビア サイエンス出版社、1987
19疲労設計ハンドブック AE-10 、自動車技術会、1988 年
20Thomas , GB, V arma , RK, BCR/VAMAS 低サイクル疲労相互比較プログラムのレビュー、高温材料の試験方法の調和、エルゼビア サイエンス出版社、1992
21Verrilli 、MJ, Ellis 、JR, S Windeman, RW, 米国における高温低サイクル疲労試験技術の標準化における現在の活動、高温材料の試験慣行の調和、エルゼビア サイエンス パブリッシャーズ、1992
22北川正人、雨口康一、VAMAS 低サイクル疲労ラウンドロビン試験における日本の活動、高温材料の試験慣行の調和、エルゼビア サイエンス出版社、1992 年
23カンディル、FA 他al., ( eds.)金属材料の機械的試験における不確実性を決定するための UNCERT 実施基準マニュアル。 ISBN 0-946754-41-1, 第 1 号、国立物理研究所、2000 年 9 月。http://www.npl.co.uk からオンラインで無料で入手できます。
標本
円筒状試験片
24Chaboche , JL, Policella , H.、 Caractérisation expérimentale des matériaux sous Chargement cyclique à haute température (高温での繰り返し荷重下での材料の実験的特性評価)、Recherche Aérospatiale, 1977-5, pp. 307-326
25Bressers 、J.、高温疲労におけるひずみ測定、 JRC Petten Institute for Energy (NL) での CEC ワークショップの議事録、 Elsevier Science Publishers, 1985
26Ellison 、EG Lohr 、RD, 伸び計と試験片のインターフェース、 HTMTC シンポジウム「高温疲労試験の技術」議事録、UKAEA, スプリングフィールズ、1983
27Sumner 、G.、 Uniaxis Testing Machines and Techniques for Fatigue 、HMSO, ロンドン、1982 年、158-170 ページ
28Shiffers 、H.、隆起のある試験片によって引き起こされるLCFひずみ測定の誤差の実験による決定、 JRCペッテンエネルギー研究所（ニュージャージー州）でのCECワークショップの議事録、エルゼビアサイエンス出版社、1985年
29Chaboche 、JL, Calcul d'une éprouvette de traction-compression en viscoplastité cyclique (粘塑性条件下でサイクルされる引張圧縮試験片の計算)、Rapport Technique No. 37, オネラ、12月1981年
平板試験片
30ジョージア州ミラー、HS レムスナイダー、鋼板鋼板のひずみサイクル疲労 — Part I: 試験方法の開発とデータの提示、SAE 論文 830175, 自動車技術者協会、1983 年
31Miller 、GA, Reemsnyder 、HS, 板鋼および板鋼のひずみサイクル疲労 — Part II: ひずみサイクル疲労の概念を適用する際の実際的な考慮事項、SAE 論文 830173, 自動車技術者協会、1983 年
32Miller 、GA, Reemsnyder 、HS, 板鋼および板鋼のひずみサイクル疲労 — Part III: ノッチ付き試験片の試験、SAE Paper 830173, 自動車技術者協会、1983 年
33ジョージア州ミラー、厚さ 1.2 mm のシート試験片のひずみサイクル疲労に関する研究室間研究、 Journal of Testing and Evaluation 、JTEVA, Vol. 13, 5, 1985 年 9 月、pp. 344-351
34東 明宏、刈谷 幸司、川越 則夫、Qiang Chen, 音 正弘「Al 合金の疲労特性に対する微細構造の影響」、先端材料の開発とパフォーマンス (AMDP2011)、 Int.ジョル。現代物理学: カンファレンス シリーズ、第 6 巻、2012 年、300-305 ページ

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

3.1

engineering stress

instantaneous force divided by the initial cross-sectional area of the gauge length

mml_m1

3.2

true stress

instantaneous force divided by the instantaneous cross-sectional area of the gauge length

mml_m2

Note 1 to entry: At strains to approximately 10 %, the true stress is approximated by the engineering stress, F/Ao. It is also important to note that at strains to approximately 10 %, it is the engineering strain that is actually measured by the extensometer and it is the controlled parameter in a test.

3.3

initial length

gauge length

Lo

initial length between extensometer measurement points at test temperature

3.4

parallel length

Lp

length between transition radii of the test specimen

3.5

strain

engineering strain

mml_m4

true total strain

mml_m5

where
Liis the instantaneous length of the gauge section;
Lois the initial or gauge length.

Note 1 to entry: At true strain values to approximately 10 %, ε is approximated by the engineering strain e = ΔL/L. It is also important to note that at strains to approximately 10%, it is the engineering strain that is the quantity measured by the extensometer and the controlled parameter in a strain-controlled fatigue test.

3.6

cycle

smallest segment of the strain-time function that is repeated periodically

3.7

maximum

greatest algebraic value of a variable within one cycle

3.8

minimum

least algebraic value of a variable within one cycle

3.9

mean

one-half of the algebraic sum of the maximum and minimum values of a variable

3.10

range

algebraic difference between the maximum and minimum values of a variable

3.11

amplitude

half the range of a variable

3.12

fatigue life

Nf

number of cycles that have to be applied to achieve a failure

Note 1 to entry: Failure criteria are defined, for example, in 7.8. The failure criterion used shall be reported with the results and be consistent through a series of fatigue tests.

3.13

hysteresis loop

closed curve of the stress-strain response during one complete cycle

Note 1 to entry: It is quite common that the beginning few hysteresis loops in a test sequence may not be completely “closed” due to cyclic softening, cyclic hardening, cyclic stress relaxation, stress “shakedown”, or ratchetting.

Bibliography

General references
1ISO 377, Steel and steel products — Location and preparation of samples and test pieces for mechanical testing
2ISO 1099, Metallic materials — Fatigue testing — Axial force-controlled method
3ISO 3785, Metallic materials — Designation of test specimen axes in relation to product texture
4ISO 4965-1, Metallic materials — Dynamic force calibration for uniaxial fatigue testing — Part 1: Testing systems
5ISO 4965-2, Metallic materials — Dynamic force calibration for uniaxial fatigue testing — Part 2: Dynamic calibration device (DCD) instrumentation
6ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
7ASTM E 606-12, Standard Practice for Strain-Controlled Fatigue Testing
8AFNOR A 03-403:1990, Metal products — Low-cycle fatigue test [In French]
9BS 7270:2006, Method for constant amplitude strain controlled fatigue testing
10JCGM 102, Guide to the expression of uncertainty in measurement. (GUM 1995 with minor corrections), BIPM
11JCGM 200, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM), BIPM
12JIS Z 2279:1992, Method of high temperature low cycle fatigue testing for metallic materials [In Japanese]
13Mitchell, M.R., Fundamentals of modern fatigue analysis for design, ASM Handbook, Fatigue and Fracture, Volume 19, Chapter 18, 1997
14ASTM/STP 465, Manual on Low Cycle Fatigue Testing, Ed. R.M. Wetzel, L.F. Coffin, ASTM, 1969
15ASTM/STP 770, Low-Cycle Fatigue and Life Prediction, Ed. C. Amzallag, B.N. Leis, P. Rabbe, ASTM, 1982
16Fatigue at high temperature, Ed. R.P. Skelton, Elsevier Science Publishers, 1983
17ASTM/STP 942, Low-cycle fatigue, Ed. H.D. Solomon, G.R. Halford, L.R. Kaisand, B.N. Leis, ASTM, 1988
18Boller, C., Seeger, T., Materials data for cyclic loading, Materials Science Monograph 42, Elsevier Science Publishers, 1987
19Fatigue design handbook AE-10, Society of Automotive Engineers, 1988
20Thomas, G.B., Varma, R.K., Review of the BCR/VAMAS low-cycle fatigue intercomparison programme, Harmonisation of testing practice for high temperature materials, Elsevier Science Publishers, 1992
21Verrilli, M.J., Ellis, J.R., Swindeman, R.W., Current activities in standardization of high temperature low-cycle fatigue testing techniques in the United States, Harmonisation of testing practice for high temperature materials, Elsevier Science Publishers, 1992
22Kitagawa, M., Yamaguchi K., Japanese activities in VAMAS low-cycle fatigue round robin tests, Harmonisation of testing practice for high temperature materials, Elsevier Science Publishers, 1992
23Kandil, F. A. et. al., (eds.) The UNCERT manual of codes of practice for the determination of uncertainties in mechanical tests on metallic materials. ISBN 0-946754-41-1, Issue 1, National Physical Laboratory, September 2000. Available online cost-free at: http://www.npl.co.uk.
Specimens
Cylindrical specimens
24Chaboche, J.L., Policella, H., Caractérisation expérimentale des matériaux sous chargement cyclique à haute température (Experimental characterization of materials under cyclic loading at high temperature), Recherche Aérospatiale, 1977-5, pp. 307-326
25Bressers, J., Strain measurement in high temperature fatigue, Proceedings of CEC Workshop at the JRC Petten Institute for Energy (NL), Elsevier Science Publishers, 1985
26Ellison, E.G. Lohr, R.D., The extensometer-specimen interface, Proceedings of HTMTC Symposium “Techniques for High Temperature Fatigue Testing”, UKAEA, Springfields, 1983
27Sumner, G., Uniaxial Testing Machines and Techniques for Fatigue, HMSO, London, 1982, pp. 158-170
28Shiffers, H., Experimental determination of errors in LCF strain measurement caused by specimens with ridges, Proceedings of CEC Workshop at the JRC Petten Institute for Energy (NL), Elsevier Science Publishers, 1985
29Chaboche, J.L., Calcul d’une éprouvette de traction-compression en viscoplasticité cyclique (Calculations for a tensile-compressive specimen cycled under viscoplastic conditions), Rapport Technique No. 37, ONERA, Dec. 1981
Flat-sheet specimens
30Miller, G.A., Reemsnyder, H.S., Strain-cycle fatigue of sheet and plate steels — Part I: Test method development and data presentation, SAE Paper 830175, Society of Automotive Engineers, 1983
31Miller, G.A., Reemsnyder, H.S., Strain-cycle fatigue of sheet and plate steels — Part II: Some practical considerations in applying strain-cycle fatigue concepts, SAE Paper 830173, Society of Automotive Engineers, 1983
32Miller, G.A., Reemsnyder, H.S., Strain-cycle fatigue of sheet and plate steels — Part III: Tests of notched specimens, SAE Paper 830173, Society of Automotive Engineers, 1983
33Miller, G.A., Interlaboratory study of strain-cycle fatigue of 1,2 mm thick sheet specimens, Journal of Testing and Evaluation, JTEVA, Vol. 13, 5 , Sept. 1985, pp. 344-351
34Akihiro Higashi, Kohji Kariya, Norio Kawagoshi, Qiang Chen and Masahiro Oto” Effect of Microstructure on Fatigue Properties of Al Alloys”, Advanced Materials Development and Performance (AMDP2011), Int. Jol. Modern Physics: Conference Series, Vol. 6, 2012, pp. 300-305

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