ISO 17340:2014

NORME ISO
INTERNATIONALE 17340
Première édition
2014-05-01
Matériaux métalliques — Essais de
ductilité — Essai de compression à
haute vitesse des métaux poreux et
cellulaires
Metallic materials — Ductility testing — High speed compression test
for porous and cellular metals
Numéro de référence
©
ISO 2014
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2014
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2014 – 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 Principe . 2
5 Machine d’essai . 2
5.1 Type de machine d’essai . 2
5.2 Machine d’essai de choc à chute de masse . 2
5.3 Machine d’essai de compression à vitesse élevée de type avec asservissement . 4
6 Éprouvette . 6
6.1 Préparation de l’éprouvette . 6
6.2 Forme et dimensions de l’éprouvette . 6
7 Essai de choc avec chute de masse . 7
7.1 Préparation . 7
7.2 Essai . 9
8 Essai de compression à vitesse élevée de type avec asservissement .9
8.1 Préparation . 9
8.2 Essai . 9
9 Calculs .10
9.1 Déformation de compression .10
9.2 Contrainte de compression .10
9.3 Courbe contrainte de compression .
déformation de compression .10
9.4 Contrainte du plateau (σ ) .10
pl
9.5 Fin du plateau .11
9.6 Déformation à la fin du plateau (e ) .11
ple
9.7 Absorption d’énergie .11
10 Rapport d’essai .13
Annexe A (informative) Filtrage des données de mesure .14
Bibliographie .17
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 appelée 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’OMC concernant
les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos — Informations
supplémentaires.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 164, Essais mécaniques des métaux,
sous-comité SC 2, Essais de ductilité.
iv © ISO 2014 – Tous droits réservés

Introduction
Les métaux poreux et cellulaires présentent des caractéristiques attractives du fait de leur morphologie
cellulaire unique. Lorsqu’ils sont utilisés comme éléments d’absorption de l’énergie de choc dans les
structures d’automobiles, la connaissance de leurs caractéristiques de compression à vitesse élevée est
nécessaire pour la conception industrielle. Le comportement à la déformation de compression à vitesse
élevée des métaux poreux et cellulaires est tout à fait différent de leurs caractéristiques statiques en
compression. Les méthodes d’essais pour la déformation en compression statique sont, donc, insuffisantes
pour la caractérisation de la déformation en compression à vitesse élevée. La normalisation d’une
méthode d’essai pour le comportement à la déformation en compression à vitesse élevée des métaux
poreux et cellulaires est nécessaire.
NORME INTERNATIONALE ISO 17340:2014(F)
Matériaux métalliques — Essais de ductilité — Essai
de compression à haute vitesse des métaux poreux et
cellulaires
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes pour les essais de compression à vitesse élevée,
à température ambiante, des métaux poreux et cellulaires présentant une porosité de 50 % ou plus. La
-1 3 -1
gamme de vitesses applicable à la présente méthode d’essai est de 0,1 m/s à 100 m/s (ou 1 s à 10 s en
termes de vitesse de déformation initiale lorsque la hauteur de l’éprouvette est 100 mm).
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. Pour les références datées, seule l’édition citée
s’applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y
compris les éventuels amendements).
ISO 376, Matériaux métalliques — Étalonnage des instruments de mesure de force utilisés pour la vérification
des machines d’essais uniaxiaux
ISO 7500-1, Matériaux métalliques — Vérification des machines pour essais statiques uniaxiaux — Partie 1:
Machines d’essai de traction/compression — Vérification et étalonnage du système de mesure de force
ISO 13314, Essais mécaniques des métaux — Essais de ductilité — Essai de compression des métaux poreux
et cellulaires
ISO 80000-1, Grandeurs et unités — Partie 1: Généralités
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 13314 ainsi que les
termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
vitesse d’essai
vitesse de déplacement du vérin de compression qui applique la force de compression à l’éprouvette,
lorsque le vérin de compression est au contact de l’éprouvette
3.2
vitesse de déformation initiale
valeur déduite en divisant la vitesse d’essai par la hauteur initiale de l’éprouvette
3.3
fréquence d’échantillonnage
fréquence utilisée pour échantillonner les données de mesure par unité de temps
3.4
hauteur de chute
distance initiale entre le plan d’application de la pression du vérin de compression et la surface supérieure
de l’éprouvette dans la machine d’essai de choc à chute de masse
3.5
longueur d’approche
distance initiale entre le plan d’application de la pression du vérin de compression et la surface supérieure
de l’éprouvette dans la machine d’essai de compression de type avec asservissement
4 Principe
Le présent essai consiste à appliquer une force d’impact à des vitesses d’essai entre 0,1 m/s et 100 m/s à
des métaux poreux ou cellulaires et à mesurer le déplacement et la force en compression, pour l’évaluation
de leurs caractéristiques de déformation en compression à vitesse élevée, telles que la contrainte au
niveau du plateau et l’énergie absorbée. Des méthodes d’essais qui appliquent des forces de compression
à vitesse élevée aux métaux poreux et cellulaires sont l’essai de choc avec chute de masse et l’essai de
compression à vitesse élevée de type avec asservissement.
L’essai de choc avec chute de masse applique la force de compression par la chute d’une masse d’une
hauteur spécifiée. La vitesse d’essai est contrôlée par la hauteur de chute. Il convient de prêter attention
au fait que la masse sera décélérée pendant la période de déformation de compression. Lorsque la hauteur
de chute nécessaire pour atteindre la vitesse d’essai spécifiée ne peut pas être obtenue, l’application
d’une vitesse initiale à la masse est possible.
L’essai de compression à vitesse élevée de type avec asservissement applique la force de compression
par un mécanisme servo-hydraulique ou servo-électrique à vitesse élevée. La vitesse d’essai est modifiée
par le servo-contrôle. L’unité de pilotage doit être capable de suivre la vitesse d’essai.
5 Machine d’essai
5.1 Type de machine d’essai
Les machines d’essai à utiliser pour les essais de compression à vitesse élevée des métaux poreux et
cellulaires sont les machines d’essai de choc à chute de masse et les machines d’essai de compression de
type avec asservissement.
5.2 Machine d’essai de choc à chute de masse
5.2.1 Généralités
Un exemple de composition de base de machine d’essai de choc à chute de masse est illustré à la Figure 1.
La machine d’essai de choc à chute de masse consiste en une masse, un bâti-guide, un vérin de compression,
une cellule de mesure de la force, un capteur de déplacement et un dispositif d’absorption, tel que décrit
ci-après.
2 © ISO 2014 – Tous droits réservés

Légende
1 masse
2 vérin de compression
3 hauteur de chute
4 capteur de déplacement
5 éprouvette
6 cellule de mesure de la force
7 dispositif d’absorption
8 bâti-guide
Figure 1 — Schéma de la machine d’essai de choc à chute de masse
5.2.2 Masse
La masse doit tomber verticalement le long du bâti-guide et doit être capable d’appliquer la force de
compression à l’éprouvette.
La masse ne doit pas être déformée par l’impact lors de la chute et il convient que le changement de la
masse soit possible librement.
5.2.3 Vérin de compression
Les vérins de compression sont placés au dessus et au dessous de l’éprouvette et sont utilisés pour
appliquer la force de compression à l’éprouvette. Le vérin de compression doit être construit de façon
à ne pas se déformer sous l’effet de la force de compression, permettant une transmission correcte de
la force de compression dans la direction axiale et évitant l’action de forces, telles que contrainte de
flexion, etc., autres que la force de compression sur l’éprouvette.
L’aire des surfaces d’appui doit être suffisamment grande pour assurer une application uniforme de la
force de compression sur la totalité de la surface d’extrémité de l’éprouvette jusqu’à ce que la déformation
de compression soit complète.
Les surfaces d’appui doivent être polies, planes et positionnées de façon à ce que le centre des plans soit
aligné avec l’axe central de la machine d’essai et que les plans soient parallèles entre eux.
5.2.4 Cellule de mesure de la force
La cellule de mesure de la force doit être capable de mesurer la force de compression s’exerçant sur
l’éprouvette. Pour l’étalonnage de la cellule de mesure de la force, on doit tenir compte de l’ISO 376.
La fréquence de résonance et la rigidité de la cellule de mesure de la force doivent être suffisamment
élevées et la force de compression doit être mesurée avec une exactitude de ± 1 %.
5.2.5 Capteur de déplacement
Le capteur de déplacement doit être capable de mesurer le déplacement de la masse tombante pendant
les essais et doit être d’un type sans contact pour éviter les effets d’inertie.
La vitesse de réponse du capteur de déplacement doit être supérieure à la vitesse d’essai. Un mesurage
avec des capteurs de déplacement de type laser, des capteurs de déplacement optiques, etc. avec une
exactitude élevée est recommandé.
5.2.6 Dispositif d’absorption
Le dispositif d’absorption doit être capable d’arrêter la masse et d’éviter qu’elle endommage la cellule de
mesure de la force après avoir soumis l’éprouvette à la compression correspondant à la hauteur spécifiée.
5.3 Machine d’essai de compression à vitesse élevée de type avec asservissement
5.3.1 Généralités
Parmi les machines d’essai de compression de type avec asservissement, la composition de base de la
machine d’essai de compre
...