DIN EN 16602-70-45-2015 Space product assurance - Mechanical testing of metallic materials English version EN 16602-70-45 2014《航天产品保证 金属材料的机械试验 英文版本EN 16602-70-45-2014》.pdf

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1、Mai 2015DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 16DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140; 49.025.01!%B,f“2310967www.din.deDDIN

2、 EN 16602-70-45Raumfahrtproduktsicherung Mechanische Tests von metallenem Material;Englische Fassung EN 16602-70-45:2014Space product assurance Mechanical testing of metallic materials;English version EN 16602-70-45:2014Assurance produit des projets spatiaux Essais mcaniques des matriaux mtalliques;

3、Version anglaise EN 16602-70-45:2014Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 38 SeitenDIN EN 16602-70-45:2015-05 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 16602-70-45:2014) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretar

4、iat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16602-70-45:2014) basiert auf ECS

5、S-Q-ST-70-45C. Dieses Dokument enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16602-70-45:2014. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von Raumfahrtsystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselb

6、en Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Geltungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16602-70-45:2015-05 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe und Abkrzungen 3 Begriffe und Abkrzungen 3.1 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieser Norm gelten die Begriffe nach

7、 ECSS-S-ST-00-01 und ECSS-Q-ST-70. 3.2 Fr diese Norm spezifische Begriffe 3.2.1 plastische Zone an der Rissspitze plastisch verformter Bereich im Werkstoff neben einer Rissspitze 3.2.2 Kriechen aus der Kraft resultierende zeitabhngige Spannungszunahme in einem Werkstoff 3.2.3 Beschdigungstoleranz Fh

8、igkeit eines Werkstoffs oder einer Konstruktion, bei Vorhandensein von Fehlern Spannungen oder Lasten standzuhalten 3.2.4 Versagen Ausfall im Allgemeinen durch Bruch oder Zusammenfallen verursachter Zustand, der dazu fhrt, dass ein tragendes Bauteil seinen Zweck nicht lnger erfllen kann 3.2.5 Ermdun

9、g Phnomen des Versagens eines Werkstoffs, das sich aus wiederholten Spannungsschwankungen ergibt 3.2.6 Bruchzhigkeit inhrenter Widerstand eines Werkstoffs bei Vorhandensein eines rissfrmigen Fehlers 3.2.7 begrenzte Lebensdauer Lebensdauer, innerhalb derer smtliche Prfstcke vor Erreichen einer zuvor

10、festgelegten Anzahl von Zyklen versagen 3.2.8 mechanische Eigenschaften Eigenschaften eines Werkstoffs im Zusammenhang mit der elastischen und unelastischen Reaktion bei Aufbringen einer Kraft bzw. Eigenschaften in Bezug auf den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung DIN EN 16602-70-45:2015-05 4

11、 3.2.9 mechanische Prfung Bestimmung der mechanischen Eigenschaften 3.2.10 Rohstoff Werkstoff, aus dem die Prfkrper hergestellt werden 3.2.11 Prfkrper reprsentativer Anteil des Werkstoffs, der geprft oder analysiert wird, um die mechanischen Eigenschaften zu bestimmen 3.2.12 bergangsbereich zuvor fe

12、stgelegte Anzahl von Spannungszyklen (typischerweise 5 106bis 5 107Zyklen), nach der Versagen auftritt oder nicht auftritt 3.2.13 Befestigungselement mit Gewinde eingezogene Klemme/Befestiger Schraubverbindung Bauteil bestehend aus einem zylindrischen Schraubstift mit Kopf und Metallanschlag, wobei

13、der zylindrische Schraubstift mit einem Innengewinde versehen ist, um einen weiteren zylindrischen Stift aufzunehmen und auf diese Weise Teile in einer Baugruppe fest zusammenzuhalten 3.2.14 Wrmeeinflusszone WEZ Teil des Werkstoffs in einer Schweiverbindung, dessen Mikrogefge und physikalische Eigen

14、schaften durch die Wrmezufuhr whrend des Schweivorgangs verndert werden 3.3 Abkrzungen Fr die Anwendung dieser Norm gelten die Abkrzungen in ECSS-S-ST-00-01 und die folgenden Abkrzungen: Abkrzung Bedeutung ASTM Amerikanische Gesellschaft fr Materialprfung (en: American Society for Testing and Materi

15、als) CEN Europisches Komitee fr Normung (en: European Committee for Standardization) CTOD Rissspitzenffnungsverschiebung (en: crack tip opening displacement) ESDU Datenbanken fr Ingenieurwissenschaften (en: engineering sciences data unit) WEZ (en: HAZ) Wrmeeinflusszone (en: heat affected zone) ISO I

16、nternationale Organisation fr Normung (en: International Organization for Standardization) NCR Nichtkonformitten-/Fehler-Bericht (en: nonconformance report) NDI zerstrungsfreie Prfung (en: non-destructive inspection) RMC Rohstoffzertifikat (en: raw material certificate) DIN EN 16602-70-45:2015-05 5

17、3.4 Symbole Symbol Bedeutung C(T) Kompaktzugprfkrper/CT-Prfkrper (en: compact tension specimen) J J-Integral (en: J-integral) JIcBruchzhigkeit fr den ebenen Dehnungszustand beim J-Integral (en: J-integral plane-strain fracture toughness) K Spannungsintensittsfaktor (en: stress intensity factor) KIcS

18、pannungsintensitt unter Bedingungen des ebenen Dehnungszustands (en: stress intensity plane-strain fracture toughness) Kmaxmaximaler Spannungsintensittsfaktor (en: maximum stress intensity factor) Mode I ffnungsmodus der Beanspruchung (en: opening mode of loading) R Spannungsverhltnis (en: stress ra

19、tio) RsxSpannungsverhltnis des Prfkrpers (en: specimen stress ratio) M(T) Mittelzugprfkrper/MT-Prfkrper (en: middle tension specimen) da/dn Geschwindigkeit des Risswachstums (en: crack growth rate) K Bereich des Spannungsintensittsfaktors (en: stress intensity factor range) KthSchwelle der Ermdungsr

20、issausbreitung (en: fatigue crack propagation threshold) KISCCkritischer Spannungsintensittsfaktor fr die Anflligkeit gegenber Spannungsriss-korrosion (en: threshold stress intensity factor for susceptibility to stress corrosion cracking) DIN EN 16602-70-45:2015-05 6 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORM

21、E EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 16602-70-45 October 2014 ICS 49.025.01; 49.140 English version Space product assurance - Mechanical testing of metallic materials Assurance produit des projets spatiaux - Essais mcaniques des matriaux mtalliques Raumfahrtproduktsicherung - Mechanische Tests von metalle

22、nem Material This European Standard was approved by CEN on 18 October 2014. CEN and CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date list

23、s and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN and CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by transl

24、ation under the responsibility of a CEN and CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CEN and CENELEC members are the national standards bodies and national electrotechnical committees of Austria, Belgium, Bul

25、garia, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, T

26、urkey and United Kingdom. CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2014 CEN/CENELEC All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members and for CENELEC Members. Ref. No. EN 16602-70-45:2014 EEN 16602-70-45:2014 (E) 2 Table of co

27、ntents Foreword 5 1 Scope . 6 2 Normative references . 7 3 Terms, definitions and abbreviated terms 9 3.1 Terms defined in other standards . 9 3.2 Terms specific to the present standard . 9 3.3 Abbreviated terms. 10 3.4 Symbols 11 4 Principles 12 4.1 Overview 12 4.2 Tensile test . 12 4.3 Fracture to

28、ughness test 12 4.3.1 Overview . 12 4.3.2 Determination of fracture toughness using the KIctest method 12 4.3.3 Determination of fracture toughness using the JIctest method 13 4.3.4 Characterization of fracture toughness using the R-curve test method 13 4.3.5 Characterization of fracture toughness u

29、sing the CTOD test method 13 4.4 Fatigue test . 14 4.4.1 General . 14 4.4.2 Force controlled constant amplitude axial fatigue test . 14 4.4.3 Strain-controlled fatigue test 14 4.5 Fatigue crack propagation test 14 4.5.1 Stable crack growth rate 14 4.5.2 Crack propagation threshold . 15 4.6 Fracture

30、and fatigue test in special environment . 15 4.7 Stress corrosion cracking test . 15 4.7.1 Overview . 15 4.7.2 Stress corrosion cracking test using smooth specimens . 15 4.7.3 Stress corrosion cracking test using pre-cracked specimens 16 DIN EN 16602-70-45:2015-05 EN 16602-70-45:2014 (E) 3 4.8 Creep

31、 test . 16 4.9 Test results presentation. 16 5 Requirements 17 5.1 Customer agreement 17 5.2 Tensile testing 17 5.2.1 General . 17 5.2.2 Tensile testing of weldments . 17 5.3 Fracture toughness test 18 5.3.1 KIctest method 18 5.3.2 JIctest method . 18 5.3.3 R-curve test method 18 5.3.4 CTOD test met

32、hod 18 5.4 Fatigue test . 19 5.4.1 Force controlled constant amplitude axial fatigue test . 19 5.4.2 Strain-controlled fatigue test 19 5.5 Fatigue crack propagation test 20 5.5.1 Determination of fatigue crack growth rate 20 5.5.2 Determination of a fatigue crack propagation threshold . 20 5.6 Fract

33、ure and fatigue tests in special environments . 21 5.7 Stress corrosion cracking test . 21 5.7.1 Stress corrosion cracking test using smooth specimens . 21 5.7.2 Stress corrosion cracking test using pre-cracked specimens 21 5.8 Creep test . 21 5.9 Evaluation of test results . 21 5.10 Storage . 22 5.

34、11 Reporting 22 5.12 Quality assurance . 22 5.12.1 General . 22 5.12.2 Calibration . 22 5.12.3 Quality control of raw materials . 23 5.12.4 Nonconformance . 23 5.12.5 Traceability and records 23 Annex A (normative) Request for mechanical testing of materials DRD . 24 Annex B (normative) Proposal for

35、 mechanical testing of materials DRD 26 Annex C (normative) Report of mechanical testing of materials DRD . 28 DIN EN 16602-70-45:2015-05 EN 16602-70-45:2014 (E) 4 Annex D (informative) References . 31 Bibliography . 32 DIN EN 16602-70-45:2015-05 EN 16602-70-45:2014 (E) 5 Foreword This document (EN

36、16602-70-45:2014) has been prepared by Technical Committee CEN/CLC/TC 5 “Space”, the secretariat of which is held by DIN. This standard (EN 16602-70-45:2014) originates from ECSS-Q-ST-70-45C. This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identic

37、al text or by endorsement, at the latest by April 2015, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by April 2015. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. CEN and/or CENELEC shall not be held respon

38、sible for identifying any or all such patent rights. This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European Free Trade Association. This document has been developed to cover specifically space systems and has therefore precedence over any EN covering

39、 the same scope but with a wider domain of applicability (e.g. : aerospace). According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic,

40、Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kingdom. DIN EN 166

41、02-70-45:2015-05 EN 16602-70-45:2014 (E) 6 1 Scope This Standard specifies requirements for mechanical testing of metallic materials to be used in the fabrication of spacecraft hardware. This Standard establishes the requirements for most relevant test methods carried out to assess the tensile, fati

42、gue and fracture properties of metallic materials. It does not give a complete review of all the existing test methods for the evaluation of mechanical properties of metallic materials. Furthermore, this Standard specifies requirements for the evaluation, presentation and reporting of test results.

43、This standard may be tailored for the specific characteristic and constrains of a space project in conformance with ECSS-S-ST-00. DIN EN 16602-70-45:2015-05 EN 16602-70-45:2014 (E) 7 2 Normative references The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, co

44、nstitute provisions of this ECSS Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revision of any of these publications do not apply, However, parties to agreements based on this ECSS Standard are encouraged to investigate the possibility of applying the more recent editions of the norma

45、tive documents indicated below. For undated references, the latest edition of the publication referred to applies. EN reference Reference in text Title EN 16601-00-01 ECSS-S-ST-00-01 ECSS system Glossary of terms EN 16602-10-09 ECSS-Q-ST-10-09 Space product assurance Nonconformance control system EN

46、 16602-70 ECSS-Q-ST-70 Space product assurance Materials, mechanical parts and processes EN 16602-70-37 ECSS-Q-ST-70-37 Space product assurance Determination of the susceptibility of metals to stress-corrosion cracking EN 16602-70-46 ECSS-Q-ST-70-46 Space product assurance Requirements for manufactu

47、ring and procurement of threaded fasteners ASTM E 139 Standard test methods for conducting creep, creep-rupture, and stress-rupture tests of metallic materials ASTM E 399 Standard test method for plane-strain fracture toughness of metallic materials ASTM E 466 Standard practice for conducing force c

48、ontrolled constant amplitude axial fatigue tests of metallic materials ASTM E 561 Standard practice for R-curve determination ASTM E 606 Standard practice for strain-controlled fatigue testing ASTM E 647 Standard test method for measurement of fatigue crack growth rates ASTM E 739 Standard practice

49、for statistical analysis of linear or linarized stress-life (S-N) and strain-life (e-N) fatigue DIN EN 16602-70-45:2015-05 EN 16602-70-45:2014 (E) 8 data ASTM E 1290 Standard test method for crack-tip opening displace-ment (CTOD) fracture toughness measurement ASTM E 1820 Standard test method for measurement of fracture toughness EN 10002-1 Metallic materials Tensile testing Part 1: Method of test at ambient temperature EN 10002-2 Metallic materials Tensi