※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。
序文
ISO (国際標準化機構) は、国家標準化団体 (ISO メンバー団体) の世界的な連合体です。国際規格の作成作業は通常、ISO 技術委員会を通じて行われます。技術委員会が設立された主題に関心のある各会員団体は、その委員会に代表される権利を有します。政府および非政府の国際機関も ISO と連携してこの作業に参加しています。 ISO は、電気技術の標準化に関するあらゆる事項について、国際電気標準会議 (IEC) と緊密に協力しています。
この文書の作成に使用される手順と、そのさらなる保守を目的とした手順は、ISO/IEC 指令Part 1 部に記載されています。特に、さまざまなタイプの ISO 文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令Part 2 部の編集規則に従って起草されました 。 www.iso.org/directives
この文書の要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO は、かかる特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。文書の作成中に特定された特許権の詳細は、序論および/または受け取った特許宣言の ISO リストに記載されます。 www.iso.org/patents
本書で使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、推奨を構成するものではありません。
この文書を担当する委員会は、ISO/TC 164, 金属の機械試験、サブ委員会 SC 5, 疲労試験です。
ISO 12110は、「金属材料 - 疲労試験 - 可変振幅疲労試験」という一般タイトルの下に、次の部分で構成されています。
- Part 1: 一般原則、テスト方法、報告要件
- Part 2: 循環棚卸と関連するデータ削減方法
1 スコープ
ISO 12110 のこの部分では、可変振幅疲労試験で使用されるサイクルカウント技術とデータ削減方法が説明されています。
各テストまたはテスト シリーズでは、サイクル カウントが必須ですが、データ削減方法はオプションです。
ISO 12110 のこの部分は、一般原則を含み、可変振幅疲労試験に関する共通要件を説明する ISO 12110-1 をサポートしています。
ISO 12110 のこの部分では、「荷重」という用語は、力、応力、またはひずみのいずれかを指します。これは、ここで説明されている方法がすべてに有効であるためです。
以下の問題は ISO 12110 のこの部分の範囲外であるため、対処されません。
- 過負荷または過負荷を分離した定振幅テスト。
- 大きなコンポーネントまたは構造。
- 温度と時間の相互作用に関連する腐食、クリープなどの環境影響は、周波数と波形の影響につながります。
- 多軸荷重。
注 1一定または可変の振幅制御荷重下で多軸試験を扱う場合、位相調整が最も重要です。
注 2サイクリング中の周波数変動は ISO 12110 のこの部分の範囲外ではありませんが、次の条項では一定周波数サイクリングのみを扱います。
2 規範的参照
以下の文書は、全部または一部がこの文書で規範的に参照されており、その適用には不可欠です。日付が記載された参考文献については、引用された版のみが適用されます。日付のない参照については、参照文書の最新版 (修正を含む) が適用されます。
- ISO 12110-1, 金属材料 — 疲労試験 — 可変振幅疲労試験 — Part 1: 一般原則、試験方法および報告要件
3 用語と定義
この文書の目的としては、ISO 12110-1 および以下に示されている用語と定義が適用されます。
3.1
意地悪な交差点
指定された履歴の長さ中に負荷時間履歴が正の傾きまたは負の傾き、またはその両方で平均負荷レベルを横切る回数 (指定されている場合)
注記 1:サイクルカウントに関連する目的では、平均交差は基準負荷レベルの交差として定義される場合があります。
3.2
範囲
2 つの連続する反転の間の代数的差
注記 1:可変振幅負荷では、使用されるカウント方法に応じて、範囲の定義が異なる場合があります。たとえば、「全体の範囲」は、特定の読み込み時間履歴の最も高いピークと最も低い谷 (それぞれ絶対最大値と絶対最小値) の間の代数的な差によって定義されます。
注記 2:さまざまな方法によるサイクルカウントでは、連続したイベントではない谷の負荷とピークの負荷の間の範囲を使用するのが一般的です。これらの実践では、「範囲」の定義が拡大され、このタイプのイベントも含まれるようになります。
3.3
基準荷重
負荷変動が重畳されることをカウントするために固定された負荷レベル
注記 1:基準荷重は、荷重時間履歴の平均荷重と同一であってもよいが、これは必須ではない。
3.4
逆転
ロード時間履歴の一次導関数の符号が変わる点 (+ から –、または – から +)
注記 1:反転は山または谷で発生します。
3.5
異常要因
信号の不規則性の特徴付け、つまり平均値を超えないサイクル数、I = N 0/ N p
注記 1:N 0は平均交差の数です。
注記 2:N p ピークの数です。
3.6
平均負荷レベル
ピーク値と谷値の平均値
参考文献
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| 13 | JCP KAM, 海洋構造物の疲労試験のための波動標準履歴 (WASH)適用Ocean Res. 1992, 14, 1-10 ページ |
| 14 | D. SCHÜTZ, H. KLÄTSCHKE, H. STEINHILBER, P. HEULER, W. SCHÜTZ, 「自動車ホイール サスペンション コンポーネントの標準化された荷重シーケンス – Car Loading Standard CARLOS」LBF レポート番号 FB-191 (1990 年)/ IABG レポート番号 TF-2695 (1990 年) |
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| 17 | MR MOREAU, 「実験室と産業のエッセイとモエン」。技術と文書 - Lavoisier - 1982 - 730 p |
| 18 | NF A 03-406, 「振幅変数の疲労度の増加 – サイクル計算のレインフロー法」、1993 年 11 月 |
| 19 | Recueil de Normes françaises: Statistiques - 1988 、第 1 巻: 語彙 - 推定とテスト統計、第 2 巻: 製造と受容の統計管理 - フィアビリテ、第 3 巻: 測定結果の評価 |
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. 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. 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.
The committee responsible for this document is ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee SC 5, Fatigue testing.
ISO 12110 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Fatigue testing — Variable amplitude fatigue testing:
- Part 1: General principles, test method and reporting requirements
- Part 2: Cycle counting and related data reduction methods
1 Scope
This part of ISO 12110 presents cycle counting techniques and data reduction methods which are used in variable amplitude fatigue testing.
For each test or test series, cycle counting is mandatory whereas data reduction methods are optional.
This part of ISO 12110 supports ISO 12110-1 which contains the general principles and describes the common requirements about variable amplitude fatigue testing.
In this part of ISO 12110, the term “loading” refers either to force, stress, or strain since the methods presented here are valid for all.
The following issues are not within the scope of this part of ISO 12110 and therefore will not be addressed:
- constant amplitude tests with isolated overloads or underloads;
- large components or structures;
- environmental effects like corrosion, creep, etc. linked to temperature/time interactions leading to frequency and waveform effects;
- multiaxial loading.
NOTE 1 Phasing is of prime importance when dealing with multiaxial tests under either constant or variable amplitude controlled loading.
NOTE 2 Although frequency variations during cycling are not outside of the scope of this part of ISO 12110, the following clauses deal only with constant frequency cycling.
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 12110-1, Metallic materials — Fatigue testing — Variable amplitude fatigue testing — Part 1: General principles, test method and reporting requirements
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 12110-1 and the following apply.
3.1
mean crossing
number of times that the load-time history crosses the mean-load level with a positive slope or a negative slope, or both, if specified during a given length of the history
Note 1 to entry: For purposes related to cycle counting, a mean crossing may be defined as a crossing of the reference load level.
3.2
range
algebraic difference between two successive reversals
Note 1 to entry: In variable amplitude loading, range may have a different definition depending on the counting method used. For example, “overall range” is defined by the algebraic difference between the highest peak and the lowest valley (absolute maximum and minimum, respectively) of a given load-time history.
Note 2 to entry: In cycle counting by various methods, it is common to employ ranges between valley and peak loads which are not successive events. In these practices, the definition of “range” is broadened so that events of this type are also included.
3.3
reference load
loading level which is fixed for counting upon which load variations are superimposed
Note 1 to entry: The reference load may be identical to the mean load of the loading time histories, but this is not required.
3.4
reversal
point at which the first derivative of the load-time history changes sign (from + to – or – to +)
Note 1 to entry: Reversals occur at peaks or valleys.
3.5
irregularity factor
characterization of the irregularity of the signal, i.e. number of cycles not crossing the mean value, I = N0/Np
Note 1 to entry:N0 is the number of mean crossings.
Note 2 to entry:Np is the number of peaks.
3.6
mean-load level
mean value of the peak and valley values
Bibliography
| 1 | DIN 45667, “Klassierverfahren für das Erfassen regelloser Schwingungen DK 519.25: 534.6.08 Deutsche Normen - Oktober 1969 |
| 2 | ASTM E 1049-85, “Standard practices for cycle counting in fatigue analysis” 1993 Annual book ASTM standards, Section 3, Flight. 03.01 |
| 3 | T. ENDO, Damage evaluation of metals for random or varying loading: three aspects of the Rainflow Method, Proc of the 1974 Symp. on Mech. Behavior of Materials Soc. of,. Mat Science, Japan 1974, pp. 372-380 |
| 4 | J.B. DE JONGE, The monitoring of fatigue loads, paper presented at the 7th ICAS Congress, Rome, September 1970; also published as NLR MP 70010 U, National Aerospace Laboratory, Amsterdam, The Netherlands,1970 |
| 5 | J.B. DE JONGE, The analysis of load-time histories by means of counting methods, Helicopter fatigue design guide, AGARDograph No 292, Advisory Group for Aerospace Research and Development, 1983 |
| 6 | J.B. DE JONGE. “Counting methods for the analysis of load time histories” NLR Memorandum SB-80-106 U, 1980 |
| 7 | W. KRÜGER, MR. SCHEUTZOW, A. BESTE, J. PETERSEN, “Markov - und Rainflow-rekonstruktionen stochastischer Beanspruchungs-zeit-funktionen” Fortschr. Ber. VDI-Z Series 18, N° 22 (1985) |
| 8 | B.H.E. PERRETT, An evaluation of a method of reconstituting fatigue loading from Rainflow counting New Materials and Fatigue resistance aircraft design, Proc. of the 14th ICAFs-Symposium 1987, Ed.,: D.L SIMPSON, EMAS, Warley, 1987, pp,. 355-401 |
| 9 | H. KLÂTSCHKE, H. OPPERMANN, “Zum Reihenfolgeeinfluss der Belastungen auf die Lebensdauer schwingbruchgefàhrdeter Bauteile in: Vortràge der vierten LBF-Kolloquiums am 8. und 9. Màrz in Darmstadt” 0. Buxbaum (Editor), LBF-Darmstadt, Report No TB 180 (1988), pp. 17-30 |
| 10 | H.OPPERMANN, “Zulâssige Verkürzung zufallsartiger Lastfolgen für Betriebsfestigkeitsversuche in: Vorträge des vierten LBF-Kolloquiums am 8. und 9. März in Darmstadt” 0. Buxbaum (Editor), LBF-Darmstadt, Report No TB 180 (1988), pp. 31-49 |
| 11 | ASTM STP 1006, “Development of fatigue loading spectra”,ASTM 1989, Ed.: J.M. POTTER, R.T. WATANABE |
| 12 | W. AICHER, J. BRANGER, G.M. VAN DIJK, J. ERTELT, M.R. HÜCK, J.B. DE JONGE, H. LOWAK, H. RHOMBERG, D. SCHÜTZ, W. SCHÜTZ, “Description of a fighter aircraft loading standard for fatigue evaluation FALSTAFF Common Report of F+W Emmen, LBF, NLR, IABG, March 1976 |
| 13 | J.C.P. KAM, Wave action standard history (WASH) for fatigue testing of offshore structures. Appl. Ocean Res. 1992, 14 pp. 1–10 |
| 14 | D. SCHÜTZ, H. KLÄTSCHKE, H. STEINHILBER, P. HEULER, W. SCHÜTZ, “Standardized load sequences for car wheel suspension components – Car Loading Standard CARLOS” LBF-Report No FB-191 (1990)/ IABG-Report No TF-2695 (1990) |
| 15 | Leese G.E., Socie D., eds. Multiaxial fatigue: Analysis and experiments-AE-14, Prepared by the SAE Fatigue Design and Evaluation Technical Committee - 1988 Society of Automotive Engineers. USA |
| 16 | J.L. ROBERT, “Contribution à l’étude de la fatigue multiaxiale sous solicitations périodiques ou aléatoires” Thesis of the National institute of the Applied Sciences (INSA) of LYON - Number of order ISAL 0004 - January 1992 - 229 p |
| 17 | M.R. MOREAU, “Essais et moyens d’essais en laboratoire et dans l’industrie.” Technique et Documentation - Lavoisier - 1982 - 730 p |
| 18 | NF A 03-406, “fatigue sous sollicitations d’amplitude variable – Méthode Rainflow de comptage des cycles », novembre 1993 |
| 19 | Recueil de normes françaises: Statistiques – 1988, Volume 1: Vocabulaire – Estimation et tests statistiques Volume 2: Contrôle statistique de fabrication et de réception – Fiabilité, Volume 3: Traitement des résultats de mesures |