※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 を参照)
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、そのような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 を参照)
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。
規格の自主的な性質の説明、適合性評価に関連する ISO 固有の用語と表現の意味、および貿易技術的障壁 (TBT) における世界貿易機関 (WTO) 原則への ISO の準拠に関する情報については、 www.iso.org/iso/foreword.html を参照してください。
この文書は ISO/TC 206, ファインセラミックス技術委員会によって作成されました。
1 スコープ
この文書では、連続繊維強化を備えたセラミックマトリックス複合材 (CMC) チューブのフープ引張特性を大気圧、周囲温度で測定するための条件を規定しています。複合管の繊維構造および試験片の幾何学的要素は平らな試験片の要素とは明らかに異なるため、この文書は管状の幾何学的形状に特化しています。
この文書では、フープ引張強度、破断時のフープ引張ひずみ、弾性定数など、フープ引張特性と応力-ひずみ応答に関する情報を提供します。この情報は、材料開発、製造管理 (品質保証)、材料比較、特性評価、信頼性、および管状コンポーネントの設計データ生成に使用できます。
この文書では、提案されているさまざまな試験片の製造方法について説明しますが、これらに限定されるものではありません。これは主に、内圧を受ける、一方向（1D フィラメントワインディングとテープレイアップ）、二方向（2D 編組と織り）、および三方向（ x D, 2 < x < 3）の連続繊維強化材を備えたセラミックおよび/またはガラスマトリックスの複合チューブに適用されます。
この文書で表現される値は国際単位系 (SI) に従っています。
2 規範的参照
以下の文書は、その内容の一部またはすべてがこの文書の要件を構成する形で本文中で参照されています。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。
3 用語と定義
この文書の目的としては、ISO 20507 および以下に示されている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
校正された長さ
l
均一で最小の 外径を持つ試験片の部分 (3.3)
3.2
標点間距離
L
校正された長さにおける試験片上の基準点間の初期距離 (3.1)
3.3
外径
d o
ゲージ長さにおける管の中心を通る一方の側からもう一方の側までの外側の距離 (3.2)
3.4
内径
d i
ゲージ長さにおける管の中心を通る一方の側からもう一方の側までの内側の距離 (3.2)
3.5
壁の厚さ
h
ゲージ長さ (3.2) における 内径 (3.4) と 外径 (3.3) の間の距離
3.6
フープ引張ひずみ
εθθ
ゲージ長さの円周方向の相対変化 (3.2)
3.7
軸ひずみ
ε現在
ゲージ長さの軸方向 (または長手方向) の相対変化 (3.2)
3.8
フープ引張応力
σθθ
試験中の任意の時点で試験片によって円周方向に支持される応力
3.9
破裂圧力
P F
破壊まで試験したときに試験片が受けた記録された最高内部圧力
3.10
フープ引張強度
σθθ,m
バースト圧力 (3.9) で計算されたフープ引張応力 (3.8)
3.11
周方向の比例比または擬弾性係数
EPθθ
応力-ひずみ曲線の最初の直線部分の傾き
- a)応力-ひずみ曲線に初期直線領域を持つ材料。
z 軸方向の r ラジアル θ 円周方向
参考文献
| 1 | ISO 7500-1, 金属材料 — 静的一軸試験機の校正および検証 — Part 1: 引張/圧縮試験機 — 力測定システムの校正および検証 |
| 2 | ISO 19634, ファインセラミックス（アドバンストセラミックス、アドバンストテクニカルセラミックス） ― セラミック複合材 ― 表記と記号 |
| 3 | ASTM D1599–99 (2011 年再承認)、プラスチック パイプ、チューブ、および継手の短時間油圧に対する耐性の標準試験方法 |
| 4 | ASTM C1863–18, 直接加圧を使用した周囲温度での連続繊維強化アドバンストセラミック複合管状試験片のフープ引張強度の標準試験方法 |
| 5 | アヴリル J. 他、 Encyclopedia of Stress Analysis 、Vishay Micro-measurement, 1975 年、463 ページ |
| 6 | Rohmer E.、Cougenat G.、Martin E.、Lorrette C.、Caty O.、SiCf/SiC 編組複合材料チューブの機械的特性のモデリング、第 15 回欧州複合材料会議、イタリア、ベニス、2012 年 6 月 24 ～ 28 日 |
| 7 | Rohmer E.、Martin E.、Lorrette C.、燃料被覆管用の SiC/SiC 編組管の機械的特性、 Journal of Nuclear Materials 、Vol. 453, pp.16-21, 2014 |
| 8 | Verrilli MJ, DiCarlo JA, Calomino A.、Yun HM, Barnett TR, セラミック マトリックス複合シリンダーのフープ引張特性、 Journal of Testing and Evaluation 、Vol. 33, N°5, pp. 1-7, 2005 |
| 9 | オーバード |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see www.iso.org/iso/foreword.html .
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 206, Fine ceramics.
1 Scope
This document specifies the conditions for the determination of hoop tensile properties of ceramic matrix composite (CMC) tubes with continuous fibre-reinforcement at ambient temperature in air atmospheric pressure. This document is specific to the tubular geometries since fibre architecture and specimen geometry factors in composite tubes are distinctly different from those in flat specimens.
This document provides information on the hoop tensile properties and stress-strain response, such as hoop tensile strength, hoop tensile strain at failure and elastic constants. The information can be used for material development, control of manufacturing (quality insurance), material comparison, characterization, reliability and design data generation for tubular components.
This document addresses, but is not restricted to, various suggested test piece fabrication methods. It applies primarily to ceramic and/or glass matrix composite tubes with a continuous fibrous-reinforcement: unidirectional (1D filament winding and tape lay-up), bi-directional (2D braid and weave) and tri-directional (xD, with 2 < x < 3), subjected to an internal pressure.
Values expressed in this document are in accordance with the International System of Units (SI).
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
- ISO 3611, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment: Micrometers for external measurements — Design and metrological characteristics
- ISO 20507, Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Vocabulary
- ASTM E2208-02, Standard Guide for Evaluating Non-Contacting Optical Strain Measurement Systems
3 Terms and definitions
For the purpose of this document, the terms and definitions given in ISO 20507 and the following apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
3.1
calibrated length
l
part of the test specimen that has uniform and minimum external diameter (3.3)
3.2
gauge length
L0
initial distance between reference points on the test specimen in the calibrated length (3.1)
3.3
external diameter
do
outer distance through the centre of the tube from one side to the other in the gauge length (3.2)
3.4
internal diameter
di
inner distance through the centre of the tube from one side to the other in the gauge length (3.2)
3.5
wall thickness
h
distance between the internal (3.4) and external diameters (3.3) in the gauge length (3.2)
3.6
hoop tensile strain
εθθ
relative change in circumferential direction in the gauge length (3.2)
3.7
axial strain
εzz
relative change in the axial (or longitudinal) direction in the gauge length (3.2)
3.8
hoop tensile stress
σθθ
stress supported by the test specimen in circumferential direction at any time in the test
3.9
burst pressure
PF
highest recorded internal pressure undergone by the test specimen when tested to failure
3.10
hoop tensile strength
σθθ,m
hoop tensile stress (3.8) calculated at the burst pressure (3.9)
3.11
proportionality ratio or pseudo-elastic modulus in the circumferential direction
EPθθ
slope of the initial linear section of the stress-strain curve
- a) Material with an initial linear domain in the stress-strain curve.
z axial r radial θ circumferential
Bibliography
| 1 | ISO 7500-1, Metallic materials — Calibration and verification of static uniaxial testing machines — Part 1: Tension/compression testing machines — Calibration and verification of the force-measuring system |
| 2 | ISO 19634, Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Ceramic composites — Notations and symbols |
| 3 | ASTM D1599–99 (Reapproved 2011), Standard Test Method for Resistance to Short-Time Hydraulic Pressure of Plastic Pipe, Tubing, and Fittings |
| 4 | ASTM C1863–18, Standard Test Method for Hoop Tensile Strength of Continuous Fiber-Reinforced Advanced Ceramic Composite Tubular Test Specimens at Ambient Temperature Using Direct Pressurization |
| 5 | Avril J. et al., Encyclopedia of Stress Analysis, Vishay Micro-measurements (in French), 1975, 463 pages |
| 6 | Rohmer E., Cougenat G., Martin E., Lorrette C., Caty O., Modelling the mechanical properties of SiCf/SiC braided composite tubes, 15th European Conference on Composite Materials, Venice, Italy, 24-28 June 2012 |
| 7 | Rohmer E., Martin E., Lorrette C., Mechanical properties of SiC/SiC braided tubes for fuel cladding, Journal of Nuclear Material, Vol. 453, pp.16-21, 2014 |
| 8 | Verrilli M.J., DiCarlo J.A., Calomino A., Yun H.M., Barnett T.R., Hoop tensile properties of ceramic matrix composite cylinders, Journal of Testing and Evaluation, Vol. 33, N°5, pp. 1-7, 2005 |
| 9 | Aubard X., Lamon J., Mechanical behaviour of 2D-woven SiC/SiC composites under multiaxial loading conditions, 6th European Conference on Composite Materials, Bordeaux, 20-24 September 1993 |