ISO 21347-2005 Space systems - Fracture and damage control《航天系统 断裂和损坏控制》.pdf

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1、 Numro de rfrence ISO 21347:2005(F) ISO 2005NORME INTERNATIONALE ISO 21347 Premire dition 2005-05-01Systmes spatiaux Matrise des fissurations et des dommages Space systems Fracture and damage control ISO 21347:2005(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de

2、 caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas 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

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5、ait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2005 Droits de reproduction 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

6、ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lISO ladresse ci-aprs ou du comit membre de lISO 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

7、en Suisse ii ISO 2005 Tous droits rservsISO 21347:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos. iv Introduction v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives. 1 3 Termes et dfinitions 1 4 Symboles et termes abrgs . 6 5 Exigences pour la matrise des fissurations et des dommage

8、s mcaniques 7 5.1 Exigences pour la matrise des fissurations 7 5.2 Exigences pour la matrise des dommages mcaniques . 10 5.3 valuation non destructive (NDE) . 12 5.4 Autres exigences particulires 12 Annexe A (informative) Instructions pour la mise en uvre de la matrise des fissurations 14 Annexe B (

9、informative) Instructions pour la matrise des dommages mcaniques sur COPV 19 ISO 21347:2005(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 Nor

10、mes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. 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 trava

11、ux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (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

12、les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts 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

13、 des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit 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 21347 a t labore par le comit technique ISO/TC 20, Aronautiq

14、ue et espace, sous-comit SC 14, Systmes spatiaux, dveloppement et mise en uvre. ISO 21347:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs vIntroduction Pour prvenir une dfaillance structurale prmature due la propagation de criques ou dfauts assimils, au cours de la vie en service dune structure, une politique d

15、e matrise des fissurations simpose pour les systmes spatiaux. Ceux-ci comprennent des vhicules civils et militaires, des lanceurs, ainsi que leurs matriels associs de soutien au sol. Pour les systmes de vol spatial habits, la plupart des donneurs dordre considrent comme imprative pour la scurit huma

16、ine la matrise des fissurations. Cest le cas de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) et de lESA (European Space Agency), qui exigent la matrise des fissurations pour les charges utiles emportes par la navette spatiale de la NASA (la Navette) et les quipements installs dans la stat

17、ion spatiale internationale (lISS). Elles ont dfini des exigences de matrise des fissurations spcifiques ces systmes, en cours dapplication sur toutes les charges utiles et tous les quipements utilisant la Navette et lISS. Rcemment, pour prvenir les pertes humaines et/ou dinstallations sur les sites

18、 de lancement, nombre dagences et dautorits de scurit sur sites ont impos des matriels critiques, tels que rservoirs de propergol principaux de lanceurs consommables (ELV) ou bouteilles de gaz haute pression des satellites non habits, des exigences de matrise des fissurations. lheure actuelle, de no

19、mbreuses autorits de scurit sur sites imposent galement la matrise des dommages mcaniques des rservoirs sous pression surbobinage composite (COPV) rputs sujets dommages par impact. La prsente Norme internationale spcifie des exigences uniformes de matrise des fissurations et dommages mcaniques pour

20、les matriels non Navette et non ISS. Elle peut tre applique aux structures et autres matriels critiques pour la scurit ou la mission. NORME INTERNATIONALE ISO 21347:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 1Systmes spatiaux Matrise des fissurations et des dommages 1 Domaine dapplication La prsente Norme

21、internationale dfinit des exigences gnrales pour appliquer la matrise des fissurations aux lments critiques en fissuration (FCI) de fabrication mtallique, non mtallique ou composite. Elle dfinit galement des exigences de matrise des dommages mcaniques pour des lments critiques (MDCI) en matriaux com

22、posites. Ces exigences, une fois prises en compte sur un systme spatial donn, peuvent assurer un haut degr de confiance en termes de scurit en utilisation et de russite de la mission. Les exigences exposes dans la prsente Norme internationale sont les exigences minimales de matrise des fissurations

23、et des dommages pour les FCI et MDCI dans les systmes spatiaux gnraux, y compris les lanceurs et les spationefs. Sous rserve des modifications qui simposent, ces exigences valent galement pour les lanceurs rutilisables (RLV). La prsente Norme internationale nest applicable ni la Navette et ses charg

24、es utiles, ni lISS ni aux quipements associs, lune et lautre faisant lobjet dexigences propres leurs applications spcifiques. La prsente Norme internationale nest pas applicable au traitement des dfauts dtects. 2 Rfrences normatives Les documents de rfrence suivants sont indispensables pour lapplica

25、tion du prsent document. Pour les rfrences dates, seule ldition cite sapplique. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document de rfrence sapplique (y compris les ventuels amendements). ISO 14623-2003, Systmes spatiaux Rservoirs et structures sous pression Conception et fonctionnement 3

26、Termes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 rsistance lclatement aprs impact BAI pression dclatement effective dun rservoir sous pression, aprs quil a subi un impact 3.2 risque catastrophique situation de risque potentiel pouvant condu

27、ire perte humaine, blessure mettant la vie en danger ou conduisant une invalidit permanente, maladie professionnelle, perte dun lment dun systme de vol habit en interface, perte dinstallations du site de lancement, ou atteinte long terme lenvironnement ISO 21347:2005(F) 2 ISO 2005 Tous droits rservs

28、3.3 matriau composite combinaison de matriaux de composition ou de forme diffrente lchelle macroscopique NOTE Les constituants peuvent conserver leurs identits au sein du composite. En principe, il est possible didentifier les constituants physiquement et ils ont entre eux une interface. Dans ce doc

29、ument, une structure colle telle que panneau sandwich en nid dabeilles mtallique nest pas considre comme une structure composite. 3.4 rservoir sous pression surbobinage composite COPV rservoir sous pression prsentant un systme composite base de fibres qui englobe partiellement ou totalement un liner

30、 NOTE 1 Le COPV contenant un liner mtallique est appel COPV muni dun liner mtallique, alors que le COPV contenant un liner non mtallique est appel COPV muni dun liner non mtallique. NOTE 2 Le liner sert de barrire dtanchit aux fluides et peut, ou ne peut pas, supporter des charges de pression substa

31、ntielles. Le surbobinage composite supporte gnralement les pressions ou les charges environnementales. 3.5 crique critique forme prcise de crique, suffisamment grande pour quune propagation instable se produise en fonction dune charge et dun environnement prcis 3.6 risque critique situation de risqu

32、e potentiel pouvant amener une invalidit temporaire par blessure sans danger vital, une maladie professionnelle temporaire, la perte ou lendommagement majeur de systmes de vol, de leurs lments majeurs ou installations au sol, ou de biens publics ou privs, ou encore des atteintes court terme lenviron

33、nement 3.7 tolrance aux dommages capacit dun matriau ou dune structure rsister une dfaillance cause par des dfauts, pendant une priode prcise dutilisation sans rparation 3.8 seuil de dformation en tolrance aux dommages niveau de dformation en dessous duquel aucune crique ou aucun dommage ne va se pr

34、opager dans les conditions de charge ou les conditions environnementales prvues 3.9 facteur de scurit de calcul facteur de scurit facteur multiplicatif appliquer la charge limite et/ou la MEOP (ou MDP) pour lvaluation analytique et/ou la vrification par essais de la conformit structurale EXEMPLE Le

35、facteur de scurit lclatement appliqu la MEOP est la pression dclatement requise pour lanalyse ou lessai. 3.10 structure scurit intgre lment structural pour lequel on peut dmontrer, par analyse ou essai, quen raison de la redondance structurale, la structure subsistant aprs dfaillance de lun quelconq

36、ue des constituants de llment peut rsister aux charges limites redistribues avec un facteur de scurit extrme gal 1,0 NOTE Il est galement possible de dmontrer que llment structural peut rsister aux charges de fatigue pendant toute la dure de la mission dans le cadre des applications multimissions. I

37、SO 21347:2005(F) ISO 2005 Tous droits rservs 33.11 dfaut discontinuit locale dans un matriau structural EXEMPLES Crique, dlaminage ou dcollement. 3.12 matrise des fissurations utilisation dune philosophie de conception, dune mthode danalyse, dune mthodologie de fabrication, dune mthodologie de vrifi

38、cation, dune assurance de la qualit, et de procdures dutilisation visant prvenir les dfaillances structurales prmatures causes par la propagation de criques, ou de dfauts assimils des criques, pendant les tapes de fabrication, dessai, de transport, de manutention et dutilisation 3.13 lment vie limit

39、e en fissuration tout matriel ncessitant rinspection ou remplacement priodique pour satisfaire aux exigences de tolrance aux dommages 3.14 mcanique de la rupture discipline dingnierie qui dcrit lvolution des criques ou dfauts assimils des criques dans les matriaux sous contrainte 3.15 dtecteur de do

40、mmages dimpact dispositif signalant la survenue dun vnement de type impact 3.16 protecteur des dommages par impact dispositif physique pouvant tre utilis afin de prvenir les dommages par impact 3.17 taille initiale de dfaut taille maximale de dfaut, dfinie par valuation non destructive (NDE), prise

41、comme hypothse initiale pour analyse ou essais de tolrance aux dommages (dure de vie assure) 3.18 fuite avant clatement LBB principe de conception qui dmontre qu la MEOP, les dfauts critiques potentiels vont traverser la paroi dun matriel mtallique sous pression ou le liner mtallique dun COPV et eng

42、endrer des fuites significatives rductrices de pression, sans clatement ou rupture (dfaillance catastrophique) 3.19 charge limite charge ou ensemble de charges les plus grandes prvues quune structure peut subir au cours de la ralisation de missions spcifies dans des environnements spcifis NOTE Dans

43、les cas o une estimation statistique est applicable, la charge limite est la charge dont la probabilit de non-dpassement est gale 99 % avec un taux de confiance de 90 %. 3.20 pression maximale de calcul MDP pression la plus leve dfinie par la pression maximale de dcharge, la pression maximale de rgu

44、lateur et/ou la temprature maximale, y compris les pressions transitoires, auxquelles un rservoir sous pression retient deux tolrances de panne sans dfaillance ISO 21347:2005(F) 4 ISO 2005 Tous droits rservs3.21 pression maximale prvue en utilisation MEOP plus forte pression diffrentielle laquelle i

45、l est prvu quun matriel sous pression sera soumis pendant sa dure de vie utile, tout en conservant sa fonctionnalit, compte tenu de ses environnements en utilisation 3.22 dommages mcaniques dfauts induits dans un matriel composite, causs par abrasions de surface, coupures ou impacts 3.23 matrise des

46、 dommages mcaniques utilisation dun systme de protection contre les dommages mcaniques et/ou dun systme de dtection de dommages mcaniques, ainsi que dune procdure dinspection pour assurer labsence de dommages mcaniques sur un matriel composite ou, en cas de prsence de tels dommages, assurer une rsis

47、tance rsiduelle rpondant aux exigences minimales de charge/pression extrme de calcul pour la dure vie requise 3.24 COPV liner mtallique COPV muni dun liner mtallique 3.25 valuation non destructive examen non destructif NDE procd ou procdure visant dterminer la qualit ou les caractristiques dun matriau, dune pice ou dun ensemble sans en modifier de faon permanente la finalit ou les proprits NOTE Dans le prsent document, ce terme est synonyme de contrle non destruc