ISO 12680-1-2005 Methods of test for refractory products - Part 1 Determination of dynamic Young-s modulus (MOE) by impulse excitation of vibration《耐火产品的试验方法 第1.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 12680-1:2005(F) ISO 2005NORME INTERNATIONALE ISO 12680-1 Premire dition 2005-06-15 Mthodes dessai pour produits rfractaires Partie 1: Dtermination du module de Young dynamique (MOE) par excitation de vibration par impulsion Methods of test for refractory products Part 1: Determ

2、ination of dynamic Youngs modulus (MOE) by impulse excitation of vibration ISO 12680-1:2005(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas

3、tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence autorisant lutilisation de ces polices et que celles-ci y soient installes. Lors du tlchargement de ce fichier, les parties concernes acceptent de fait la responsabilit de ne pas enfreindre les conditions de licence dAdobe. Le

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5、F ont t optimiss pour limpression. Toutes les mesures ont t prises pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2005 Droits de repro

6、duction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lI

7、SO 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 copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2005 Tous droits rservsISO 12680-1:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos. iv

8、1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives 1 3 Termes et dfinitions 1 4 Principe 3 5 Signification et utilisation 3 6 Appareillage 4 7 chantillonnage 5 8 prouvettes . 6 9 Mode opratoire 6 10 Calculs . 8 11 Rapport dessai . 11 Annexe A (informative) Facteurs affectant lexactitude des dtermination

9、s . 12 ISO 12680-1:2005(F) iv ISO 2005 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lIS

10、O. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique int

11、ernationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales ad

12、opts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de pro

13、prit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 12680-1 a t labore par le comit technique ISO/TC 33, Matriaux rfractaires. LISO 12680 comprend les parties suivantes, prsentes s

14、ous le titre gnral Mthodes dessai pour produits rfractaires: Partie 1: Dtermination du module de Young dynamique (MOE) par excitation de vibration par impulsion La partie suivante est en cours dlaboration: Partie 2: Dtermination du module dlasticit statique NORME INTERNATIONALE ISO 12680-1:2005(F) I

15、SO 2005 Tous droits rservs 1 Mthodes dessai pour produits rfractaires Partie 1: Dtermination du module de Young dynamique (MOE) par excitation de vibration par impulsion 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 12680 spcifie une mthode permettant de dterminer le module de Young dynamique de

16、barres de section rectangulaire ou dprouvettes cylindriques de matriaux rfractaires par excitation de vibration par impulsion. Le module de Young dynamique est dtermin laide de la frquence de rsonance de lprouvette dans son mode de vibration en flexion. NOTE Bien que cette mthode ne soit pas spcifiq

17、uement dcrite dans la prsente partie de lISO 12680, elle peut galement tre utilise des tempratures leves avec un quipement adapt modifi en consquence. La prsente partie de lISO 12680 na pas pour but daborder tous les problmes de scurit lis son utilisation. Il incombe lutilisateur de la prsente norme

18、 dtablir, avant de lutiliser, des pratiques dhygine et de scurit adaptes. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplication du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du documen

19、t de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 5022:1979, Produits rfractaires faonns chantillonnage et contrle de rception ISO 8656-1:1988, Produits rfractaires chantillonnage des matires premires et des matriaux non faonns prpars Partie 1: Schma dchantillonnage 3 Termes et dfinit

20、ions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 module dlasticit MOE rapport de la contrainte la dformation, tabli sous la limite proportionnelle 3.2 limite proportionnelle contrainte la plus grande quun matriau est capable de supporter sans sloigner de l

21、a proportionnalit contrainte/dformation (Loi de Hooke) ISO 12680-1:2005(F) 2 ISO 2005 Tous droits rservs3.3 anti-nuds emplacements, gnralement deux ou plus, dun dplacement local maximal dans une barre mince ou une tige en rsonance non soumises une contrainte NOTE Pour la rsonance fondamentale en fle

22、xion, les anti-nuds se situent aux deux extrmits et au centre de lprouvette. 3.4 vibrations en flexion dplacements dans une tige ou une barre mince se situant dans le plan perpendiculaire la longueur 3.5 homogne composition, masse volumique et texture uniformes NOTE Un rsultat de lhomognit est que t

23、oute prouvette plus petite, prleve dans lprouvette dorigine, en est reprsentative. Pour les matriaux rfractaires, tant que les dimensions gomtriques de lprouvette sont importantes, eu gard aux dimensions individuelles des grains, cristaux, composants, pores et microfissures, le corps peut tre consid

24、r comme homogne. 3.6 flexion dans le plan (n) mode en flexion pour les prouvettes en forme de paralllpipde rectangle dont le sens de dplacement se situe dans le plan principal de lprouvette 3.7 isotrope (adj.) tat dune prouvette tel que les valeurs des proprits lastiques de lprouvette sont identique

25、s dans toutes les directions 3.8 nuds emplacement sur une tige ou une barre mince en rsonance, caractris par un dplacement nul constant NOTE Pour la rsonance fondamentale en flexion dune telle tige ou barre, les nuds se situent 0,224 L de chaque extrmit, L tant la longueur de lprouvette. 3.9 flexion

26、 hors du plan (n) mode en flexion pour les prouvettes en forme de paralllpipde rectangle dont le sens de dplacement est perpendiculaire au plan principal de lprouvette 3.10 frquence de rsonance frquences naturelles de vibration dun corps soumis une vibration en flexion NOTE Les frquences de rsonance

27、 sont dtermines par le module lastique, la masse et les dimensions de lprouvette. La frquence de rsonance la plus basse en mode vibratoire est la frquence de rsonance fondamentale de ce mode. 3.11 tige mince barre mince prouvette dont le rapport entre la longueur et lpaisseur minimale ou le diamtre

28、est au moins gal 5 NOTE Cela sapplique lessai des proprits lastiques dynamiques. ISO 12680-1:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 3 4 Principe Une prouvette de gomtrie adapte est excite mcaniquement par un seul choc lastique provoqu avec un outil dimpulsion appel marteau et sa frquence de rsonance fo

29、ndamentale est dtermine. Un transducteur (par exemple un acclromtre de contact ou un microphone sans contact) reoit les vibrations mcaniques rsultantes qui parcourent lprouvette et transforme ces vibrations en signaux lectriques. Les supports dprouvettes, les emplacements dimpulsions et les points d

30、e prise du signal sont choisis pour induire et mesurer un mode de vibrations transitoires spcifique, cest-dire le mode en flexion. Les signaux sont analyss par un appareil adapt qui fournit des donnes sur la frquence et/ ou sur la priode de vibration de lprouvette et dtermine la frquence de rsonance

31、 fondamentale. La frquence de rsonance fondamentale correspondante, les dimensions et la masse de lprouvette sont utilises pour calculer le module de Young dynamique. 5 Signification et utilisation La prsente mthode dessai peut tre utilise pour la caractrisation des matriaux rfractaires, leur dvelop

32、pement et des fins de contrle qualit. La prsente mthode dessai convient pour dterminer le module dlasticit de corps rfractaires qui sont homognes ltat naturel. La prsente mthode dessai traite de la dtermination des modules dlasticit dynamiques de barres rectangulaires et de tiges cylindriques. La pr

33、sente mthode dessai est une mthode non destructive et peut donc tre applique des prouvettes prpares pour dautres essais. Les prouvettes ne sont sujettes qu des dformations infimes; les modules sont donc mesurs au niveau ou proximit de lorigine de la courbe contrainte/dformation, la rupture de lprouv

34、ette tant peu probable. Lessai fournit des choix pour les variations de dimensions de lprouvette ainsi quun mode opratoire pour sadapter la plupart des compositions et textures des matriaux rfractaires. La prsente mthode dessai dexcitation par impulsion prconise lutilisation dun outil dimpact (marte

35、au) et dun simple support dprouvette. La prsente mthode dessai ne convient pas aux prouvettes affectes par des fissures importantes ou des vides. La prsente mthode dessai se limite la dtermination des modules dprouvettes dont la gomtrie est rgulire comme les paralllpipdes rectangles et les cylindres

36、 pour lesquels des quations analytiques sont disponibles pour rapporter la gomtrie, la masse et le module la frquence de rsonance. Les quations analytiques supposent que les prouvettes prsentent des faces parallles ou concentriques. Des carts dans les dimensions des prouvettes induiront des erreurs

37、dans les calculs et dans les rsultats des essais. Des surfaces irrgulires ou extrmement rugueuses dprouvettes faonnes peuvent avoir un effet significatif sur lexactitude de la dtermination. La valeur du module dynamique est inversement proportionnelle au cube de lpaisseur de sorte que la variation d

38、e lpaisseur est significative. La prsente mthode dessai suppose que lprouvette vibre librement sans retenue ni empchement notables. Il convient que les supports dprouvettes soient conus et placs de manire que lprouvette puisse vibrer librement dans le mode appropri. ISO 12680-1:2005(F) 4 ISO 2005 To

39、us droits rservs6 Appareillage 6.1 Appareillage dexcitation Cet appareillage est utilis pour exciter des vibrations dans les prouvettes puis pour dtecter, analyser et mesurer avec exactitude la frquence de rsonance ou la priode dune barre vibrante. Un schma fonctionnel de ce type dappareillage est r

40、eprsent la Figure 1. Cet appareillage se compose dun petit marteau, dun transducteur capteur pour convertir les vibrations mcaniques en signaux lectriques, dun systme danalyse du signal lectronique comprenant un conditionneur/amplificateur du signal, un analyseur du signal et un dispositif indicateu

41、r de la frquence 1) . Lgende 1 affichage numrique de la frquence mesure 2 dispositif indicateur 3 amplificateur du signal 4 analyseur de frquence 5 transducteur 6 outil dimpact 7 prouvette 8 support dprouvette 9 quipement lectrique Figure 1 Schma fonctionnel dun appareillage dessai type 6.2 Marteau

42、percuteur Le marteau doit avoir une masse suffisante pour induire une vibration mcanique mesurable dans lprouvette mais il ne doit pas tre assez lourd pour dplacer physiquement lprouvette ni lendommager. Un petit marteau typique est reprsent la Figure 2. Des prouvettes plus importantes peuvent ncess

43、iter des marteaux percuteurs plus grands. NOTE La taille du marteau percuteur dpend de la taille et des proprits physiques des prouvettes soumettre essai. 6.3 Capteur de signal Les signaux vibratoires excits dans les prouvettes peuvent tre dtects laide de transducteurs en contact direct avec lprouve

44、tte ou laide de transducteurs sans contact. Les transducteurs de contact courants sont des acclromtres qui utilisent un dispositif pizolectrique ou un extensomtre pour mesurer la vibration. Un microphone acoustique est un transducteur sans contact courant, mais des mthodes laser, magntique ou lectro

45、statique peuvent galement tre utilises. La plage de frquences du transducteur doit suffire pour mesurer les frquences attendues de lprouvette. Pour de nombreuses prouvettes de matriaux rfractaires, une gamme de frquences comprises entre 50 Hz et 20 kHz conviendrait. Des prouvettes plus petites et pl

46、us rigides vibrent des frquences plus leves. La largeur de bande de la rponse de frquence du transducteur sur la gamme de frquences tudie doit tre au moins gale 10 % de la frquence maximale mesure avant quune perte de puissance de 3 dB ne se produise. 1) Un exemple dinstrument adapt est linstrument

47、Grindosonic, fabriqu par J.W. Lemmens, Inc., 3466 Bridgeland Drive, Suite 230, St Louis MO, 63044-2602 USA. Cette information est donne lintention des utilisateurs de la prsente partie de lISO 12680 et ne signifie nullement que lISO approuve ou recommande lemploi exclusif du produit ainsi dsign. ISO 12680-1:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 5Lgende 1 flexible en polymre 2 bille en acier ou en autre mtal