Méthode d'essai standard ASTM E2714-13 pour les essais de fatigue par fluage

Méthode d'essai standard ASTM E2714-13 pour les essais de fatigue par fluage

Dans la « Méthode d'essai standard ASTM E2714-13 pour les essais de fatigue au fluage » développée par l'American Society for Testing and Materials (ASTM), les propriétés mécaniques de la déformation par fatigue par fluage ou de la formation de fissures dans des matériaux nominalement homogènes sont déterminées par l'utilisation d'éprouvettes. soumis à des forces uniaxiales dans des conditions isothermes. Méthode d'essai pour déterminer la force. Cette norme couvre les essais de fatigue à des vitesses de déformation ou des cycles impliquant des temps de rétention suffisamment longs pour tenir compte d'une réponse de déformation cyclique, ainsi que des cycles de formation de fissures affectés par le fluage (et l'oxydation).

Méthode d'essai standard ASTM E2714-13 pour les essais de fatigue par fluage

Cette méthode est conçue comme une méthode d'essai pour les essais de fatigue effectués pour soutenir des activités telles que la recherche et le développement de matériaux, la conception mécanique, le contrôle des processus et de la qualité, les performances des produits et l'analyse des défaillances. Les conditions cycliques responsables de la déformation par fluage-fatigue et de la fissuration varient en fonction du matériau et de la température pour un matériau donné.

L'utilisation de cette méthode de test est limitée aux échantillons et n'inclut pas les tests de composants, de structures ou de produits de consommation à grande échelle.

Cette méthode d'essai est principalement destinée à fournir les propriétés des matériaux requises pour l'évaluation de structures d'ingénierie parfaites contenant des éléments soumis à des chargements cycliques à des températures suffisamment élevées pour provoquer une déformation par fluage.

Cette méthode d'essai peut être appliquée à la détermination des propriétés de déformation et de formation de fissures ou de nucléation à la suite d'essais contrôlés par déformation à amplitude constante ou d'essais contrôlés par force d'amplitude constante. Il s'agit principalement de tester des éprouvettes de barres rondes soumises à un chargement uniaxial sous contrôle de force ou de déformation.

La procédure se concentre sur les essais dans lesquels les déformations et les dommages par fluage et par fatigue sont créés simultanément dans un cycle spécifique. Il n'inclut pas les essais de cycles de blocs dans lesquels les dommages causés par le fluage et la fatigue sont créés séquentiellement. Les données qui peuvent être déterminées à partir d'essais de fatigue par fluage effectués dans des conditions où la déformation par fatigue par fluage et les dommages se produisent simultanément sont les suivantes :

  • Réponse à la déformation contrainte-déformation cyclique
  • Réponse à la déformation par fluage (ou relaxation) cyclique
  • Durcissement cyclique, réponse d'adoucissement cyclique
  • Cycles jusqu'à la formation d'une seule fissure ou de plusieurs fissures dans les éprouvettes

On pense qu’une fissure se forme dans un échantillon initialement non fissuré lorsqu’elle se nuclée et se propage jusqu’à une taille spécifique, qui peut être détectée à l’aide d’une technique spécifique. Au sens de la présente norme, la formation d'une fissure est mise en évidence par une augmentation mesurable de la conformité de l'échantillon ou une taille détectable par la technique de réduction de potentiel.

Cette méthode d'essai est valable pour les températures et les vitesses de déformation où les amplitudes des contraintes inélastiques dépendant du temps (fluage) sont du même ordre de grandeur ou supérieures à la contrainte inélastique dépendant du temps.

Le terme inélastique est utilisé ici pour désigner toutes les contraintes inélastiques. Le terme plastique est utilisé ici uniquement pour désigner la composante indépendante du temps (c'est-à-dire sans fluage) de la contrainte inélastique. Lorsque le rapport de contrainte dépasse une valeur, une estimation technique utile de la contrainte indépendante du temps peut être obtenue.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :

  • Le cycle fait référence à une séquence répétée de valeurs de pleine force (déformation) sous charge (contrainte) d'amplitude constante en fatigue.
  • Le temps de rétention, dans les essais de fatigue, est la durée du cycle pendant laquelle la variable d'essai contrôlée (force, déformation, déplacement) reste constante dans le temps. Les temps de maintien sont généralement placés à la contrainte ou à la contrainte la plus élevée en tension ou en pression, mais peuvent également être placés à d'autres endroits du cycle.
  • La durée totale du cycle fait référence au temps nécessaire pour terminer un cycle. La durée totale du cycle est la somme du temps de rétention et du temps de non-rétention.
  • Un diagramme d'hystérésis est un chemin contrainte-déformation au cours d'un cycle.
  • Le module d'élasticité initial est le module d'élasticité déterminé lors de la partie chargement du premier cycle.
  • Le module d'élasticité dans le cycle N est la moyenne du module d'élasticité déterminé pendant la partie de charge croissante et la partie de charge décroissante du diagramme d'hystérésis pour le Nième cycle.
  • La plage de tension est la différence entre les tensions maximale et minimale. Pour les essais de fatigue par fluage, la différence entre les contraintes maximales et minimales est appelée plage de contraintes maximales. Pour les essais effectués sous contrôle de déformation, la différence entre les contraintes aux points où le paramètre de contrôle est inversé est appelée plage de contraintes relâchées.

Les essais de fatigue par fluage sont généralement effectués à des températures élevées et impliquent l'application séquentielle ou simultanée de conditions de chargement nécessaires pour produire une déformation/un dommage cyclique qui est amplifié par une déformation/un dommage par fluage, ou vice versa.

À moins que ces tests ne soient effectués sous vide ou dans un environnement inerte, l’oxydation peut également être responsable d’effets interférentiels importants liés à l’accumulation de dommages. Les essais de fatigue par fluage ont pour but de déterminer :

  • Données d'entrée d'évaluation pour l'analyse des déformations et des dommages des structures d'ingénierie fonctionnant à des températures élevées
  • Validation de la déformation structurelle et de l'efficacité du modèle de dommage
  • Caractérisation des matériaux
  • Données sur les propriétés des matériaux pour l'élaboration et la vérification de règles pour les nouvelles constructions et l'évaluation de la durée de vie de composants à haute température soumis à un service cyclique à basses fréquences ou avec des périodes de fonctionnement fixes, ou les deux.

Parmi les nombreuses études d'essais, de mesures, d'analyses et d'évaluation qu'elle propose aux entreprises de divers secteurs, notre organisation fournit également des services d'essais définis dans la norme "ASTM E2714-13 Standard test method for fluage fatigue testing", avec un personnel formé et expert et équipement technologique avancé.

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