ISO 537:1980

Plastics — Testing with the torsion pendulum

Plastiques — Essai au pendule de torsion

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 29-Feb-1980
• Withdrawal Date: 29-Feb-1980
• ICS: 83.080.01 - Plastics in general
• Technical Committee: ISO/TC 61 - Plastics
• Drafting Committee: ISO/TC 61 - Plastics
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 01-Nov-1989

Relations

• Revised: ISO 537:1989 - Plastics — Testing with the torsion pendulum
• Effective Date: 15-Apr-2008

Standards Content (Sample)

International Standard 0 537
INTERNATiONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATiON*MEXAYHAPOAHAR OPTAHH3AUHR no CTAllAAPTH3AC\#W.ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Plastics - Testing with the torsion pendulum
Plastiques - Essai au pendule de torsion
First edition - 1980-03-15
U DC 678.51.8 : 620.178.322.4 Ref. No. IS0 537-1980 (E)
Descriptors : plastics, tests, mechanical tests, torsion tests, torsion pendulums, test equipment.
Price based on 5 pages

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Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of
national standards institutes (IS0 member bodies). The work of developing Inter-
national Standards is carried out through IS0 technical Committees. Every member
body interested in a subject for which a technical committee has been set up has the
right to be represented on that committee. International organizations, governmental
and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to
the member bodies for approval before their acceptance as International Standards by
IS0 Council.
the
International Standard IS0 537 was developed by Technical Committee ISO/TC 61,
Plastics. and was circulated to the member bodies in June 1978.
It has been approved by the member bodies of the following countries :
Australia Hungary Poland
Austria India Romania
Belgium Iran
South Africa, Rep. of
Bulgaria Israel Spain
Canada Italy Sweden
Czechoslovakia Japan Switzerland
Egypt, Arab Rep. of Korea, Rep. of Turkey
Finland Mexico USA
France Netherlands USSR
Germany, F.R. New Zealand
The member body of the following country expressed disapproval of the document on
technical grounds :
United Kingdom
This International Standard cancels and replaces IS0 Recommendation R 357-1966, of
which it constitutes a technical revision.
O International Organization for Standardization, 1980
Printed in Switzerland

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INTERNATIONAL STANDARD IS0 537-1980 (E)
Plastics - Testing with the torsion pendulum
1
Scope and fied of applicai-on 4 Test specimen
This International Standard specifies a method for determining
4.1 The test specimen shall be prepared and conditioned
dynamic mechanical properties (shear modulus and mechanical
according to the requirements of the specification for the
damping) of plastics in the range ot small deformations, as a
material to be tested. In the absence of such requirements, the
function of temperature, within the frequency range 0,l to
method of preparation and conditioning shall be agreed upon
10 Hz. Shear modulus and mechanical damping are quantities
by the interested parties.
the values of which are independent of the design of the
apparatus as well as of the shape of the test specimen. The
4.2 It is recommended that the specimen be of the following
dependence of these quantities on temperature in a sufficiently
dimensions :
broad range of temperature (for example from -50 OC to
+ 150 OC for the majority of commercially available polymers)
length (LI : 60 mm
determines the transition regions (for example "glassy-
rubbery" transition) of the polymer. It also gives information
width (b) : 10 mm
concerning the commencement of plastic flow.')
thickness (h) : 1 mm
2 Definitions
4.3 Other dimensions are permissible as required by the
design of the apparatus (see notes below).
2.1 shear modulus (G) : The quotient of the shearing stress
and the resulting angular deformation of the test specimen It is recommended not to use specimens with a thickness less
than 0,05 mm. The thickness range 0,05 to 0,15 mm is accept-
measured in the range of small recoverable deformations.
able when the oscillating system is in vacuum.
2.2 logarithmic decrement of damping (A) : The natural
Tolerances for the dimensions of specimens shall be agreed
logarithm of the ratio of the amplitudes of two successive
upon by the interested parties. It is recommended not to use
oscillations. It is a measure of the damping of the free torsional
specimens of rectangular cross-section the thickness of which
oscillations.
. varies along the longitudinal axis by more than 3 % of the mean
thickness value.
2.3 mechanical loss factor (d) : The quantity defined by
the formula :
NOTES
1 Alternative shapes of specimens may be used (cylindrical or
tubular); in such cases, dimensions and tolerances shall be agreed
upon by the interested parties.
2 In the case of rectangular specimens whose dimensions differ from
For A < 2. d = AIX
those recommended in 4.2, preference shall be given to dimensions in
L/b and bih of the recommended specimen, keeping h
the ratios
within the range of 5 to 25 mm.
3 Quantities measured by this method (frequency and amplitude) are
3 Testing atmosphere
sensitive to dimensional uniformity of the specimen, and to the
physical state of the specimen (degree of crystallinity, internal stresses,
Unless otherwise agreed upon by the interested parties, the
etc.) as well as to the temperature of the specimen; these facts should
test shall be made at a relative humidity of (50 I 5) %. For
be considered when choosing the dimensions and tolerances, method
temperature control, see 5.2.3. of preparation, conditioning procedure, etc., for a particular material.
1 ) For physical description of the viscoelastic behaviour of polymers, see Plastics - Termino/ogy for characterlzlng the darnping properties of sohd
polymers, document prepared by ISO/TC 61/WG 2 (September 1975), available from TC 61 secretariat as item 374.
1

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IS0 537-1980 (E)
5 Apparatus 5.2.2 Clamps
The clamps shall ensure perfect positioning of the specimen in
5.1 Torsion pendulum
the axis of the oscillating system. In accordance with 5.2.1, the
-.
lower clamp shall be of low mass and negligible moment of
Two types of torsion pendulum are specified in this Inter- .
inertia. Self-tightening clamps shall be used for testing at low
national Standard, namely
temperatures.
test specimen supporting inertia member (method A);
- test specimen not supporting inertia member
5.2.3 Temperature control chamber
(method B).
The test specimen and clamps shall be enclosed in a
5.2 Torsion pendulum for method A (see figure 1) temperature chamber. According to the purpose of the test,
the temperature chamber (space around the specimen) shall
5.2.1 Disc contain air or inert gas. When inert gas is used as an environ-
ment, it shall be under slight pressure, i.e. a stream of gas shall
The dimensions and mass of the light metal (for example be passed through at a rate of about 1 200 ml/h.
aluminium) disc shall correspond to a moment of inertia 1 of
about 30 kg.mm2 for testing specimens of dimensions accor- The axis of the disc shall not be in contact with the wall of the
-
chamber. The space between the axis and the wall shall be just
ding to 4.2, provided that the dimensions and mass of the lower
axis and clamps do not influence the value of 1. The total mass sufficient to allow a free twisting of the oscillating system. The
of the disc, lower clamp and lower axis shall be such that the upper clamp with the upper "fixed" axis is mounted into the
tensile stress of the specimen does not exceed 0,l MPa". The upper wall of the chamber so that no gas from inside can pass
moment of inertia shall be adjusted according to the stiffness of through the opening. A slight force shall be necessary to twist
the specimen, as well as to the total mass of disc clamp and the upper axis. Any twisting of the upper axis during the
oscillating period of the system shall be prevented.
axis. It shall be agreed upon by the interested parties.
I' \
I
0 Upper. clamp with "fixed" axis
@ Test specimen
@ Lower clamp, coupled with the disc by the axis
@ Disc
@ Temperature chamber
Figure 1
1 MPa = 1 N/rnrn*
2

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IS0 537-1980 (E)
The temperature in the vicinity of the specimen shall be uniform mass and dimensions of the disc shall be based on the purpose
along the whole length of the specimen. The temperature is of the test.
measured by a thermocouple or by another sensitive element,
and controlled in such a way that, using the constant-
5.3.2 Counterweight
temperature procedure (see
...

0 537
Norme internationale
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANOARDIZATIONOME~YHAPO~HAR OPiAHW3AUMR fl0 CTAHAAPTH3AUMHKJRGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Plastiques - Essai au pendule de torsion
Plastics - Testing with the torsion pendulum
Première édition - 1980-03-15
I CDU 678.51.8 : 620.178.322.4 Réf. no : IS0 537-1980 (FI
U
-
Descripteurs : matière plastique, essai, essai mécanique, essai de torsion, pendule de torsion, matériel d'essai.
8 7
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Prix basé sur 5 pages
2

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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale
d‘organismes nationaux de normalisation (comités membres de I’ISO). L‘élaboration
des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque
comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis
aux comités membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I‘ISO.
La Norme internationale IS0 537 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61,
Plastiques, et a été soumise aux comités membres en juin 1978.
Les comités membres des pays membres l’ont approuvée
Finlande Pays-Bas
Afrique du Sud, Rép. d‘
Allemagne, R.F. France Pologne
Roumanie
Australie Hongrie
Inde Suède
Autriche
Belgique Iran Suisse
Israël Tchécoslovaquie
Bulgarie
Italie Turquie
Canada
Corée, Rép. de Japon URSS
Mexique USA
Égypte, Rép. arabe d’
Espagne Nouvelle-Zélande
Le comité membre du pays suivant l’a désapprouvée pour des raisons techniques :
Royaume-Uni
Cette Norme internationale annule et remplace la Recommandation ISO/R 537-1966,
dont elle constitue une révision technique.
O Organisation internationale de normalisation, 1980
Imprimé en Suisse

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IS0 537-1980 (FI
NORM E I NTER NAT10 NA LE
Plastiques - Essai au pendule de torsion
1 Objet et domaine d'application 4 Éprouvette
La présente Norme internationale spécifie une méthode de
4.1 L'éprouvette doit être préparée et conditionnée confor-
détermination des caractéristiques mécaniques dynamiques
mément aux directives figurant dans les spécifications du maté-
(module de cisaillement et amortissement mécanique) des plas-
riau à soumettre à l'essai. En l'absence de telles directives, la
tiques dans la gamme des petites déformations, en fonction de
méthode de préparation et conditionnemevt doit être définie
la température, dans la gamme de fréquence allant de 0.1 à
par accord entre les parties intéressées.
10 Hz. Le module de cisaillement et l'amortissement mécanique
sont des grandeurs dont les valeurs sont indépendantes du type
II est recommandé d'utiliser une éprouvette ayant les
4.2
d'appareil, aussi bien que de la forme de l'éprouvette. La
dimensions suivantes :
dépendance de ces grandeurs vis-à-vis de la température dans
une gamme de température suffisamment large (par exemple
longueur (L) : 60 mm
de - 50 OC à + 150 OC pour la majorité des polymères du com-
merce) détermine les zones de transition (par exemple état
largeur (b) : 10 mm
((vitreux-élastomériquen) du polymère. Elle donne également
des informations concernant le début du fluage.1)
épaisseur (h) : 1 mm
4.3 D'autres dimensions sont admissibles suivant le type
d'appareil (voir les notes ci-après).
2 Définitions
II n'est pas recommandé d'utiliser des éprouvettes d'épaisseur
2.1 module de cisaillement (G) : Quotient de la contrainte
inférieure à 0.05 mm. La gamme des épaisseurs allant de 0,05 à
de cisaillement par la déformation angulaire résultant de
0,15 mm est acceptable lorsque le système oscillant est placé
l'éprouvette, mesurée dans la zone des faibles déformations
sous vide.
non permanentes (zone d'élasticité linéaire).
Les tolérances sur les dimensions des éprouvettes doivent être
2.2 décrément logarithmique de l'amortissement (A) :
stipulées par accord entre les parties intéressées. II n'est pas
-
Lorgarithme népérien du rapport des amplitudes de deux oscil-
recommandé d'utiliser des éprouvettes de section rectangulaire
lations successives. II constitue une mesure de l'amortissement
dont l'épaisseur varie de plus de 3 % de l'épaisseur moyenne,
des oscillations libres de torsion.
suivant l'axe longitudinal.
NOTES
2.3 facteur mécanique de perte (di : Grandeur définie par
la formule 1 Différentes formes d'éprouvettes peuvent éventuellement être utili-
sées (cylindrique ou tubulaire); dans de tels cas, les dimensions et tolé-
rances doivent être stipulées par un accord particulier entre les parties
intéressées .
2 Dans le cas d'éprouvettes rectangulaires, dont les dimensions diffè-
rent de celles qui sont recommandées en 4.2, la préférence doit être
Pour A < 2, d = Aln.
donnée à celles dont les dimensions sont dans le rapport L/b et bih de
celles de l'éprouvette recommandée, b restant dans la gamme de 5 à
25 mm.
3 Les grandeurs mesurées par cette méthode (fréquence et ampli-
3 Atmosphère d'essai
tude) sont sensibles à l'uniformité dimensionnelle de l'éprouvette et à
l'état physique de celle-ci (degré de cristallinité, contraintes internes,
En l'absence d'un accord entre les parties intéressées, les essais
etc.), aussi bien qu'à leur température; cela doit être considéré au
doivent être effectués à (50 f 5) % d'humidité relative. Pour le
moment du choix des dimensions et tolérances, de la méthode de pré-
contrôle des températures, voir 5.2.3.
paration et conditionnement, etc., pour un matériau donné.
1 ) Pour une description physique du comportement viscoélastique des polymères, voir Plastiques - Terminologie parriculière aux caractéristiques
d'arnorrissement des polymères rigides, document préparé par I'ISO/TC 61 /GT 2 (septembre 1975) et disponible au secrétariat du TC 61 comme
sujet 374.
1

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IS0 537-1980 (FI
5.2.2 Mors
5 Appareillage
Les mors doivent assurer une fixation parfaite de l'éprouvette
5.1 Pendule de torsion
dans l'axe du système oscillant. Conformément à 5.2.1, le mors
inférieur doit être léger et de moment d'inertie négligeable. Des
Deux types de pendule de torsion sont spécifiés dans la pré-
mors autoserrants doivent être utilisés pour les essais à basses
sente Norme internationale, à savoir :
températures.
l'éprouvette supportant la pièce d'inertie (méthode A);
- l'éprouvette ne supportant pas la pièce d'inertie
(méthode BI.
5.2.3 Enceinte thermostatée
5.2 Pendule de torsion pour la méthode A (voir
L'éprouvette et les mors doivent être enfermés dans une
figure 1)
enceinte thermostatée. Cette enceinte (espace entourant
l'éprouvette) doit être remplie d'air ou d'un gaz inerte, suivant
5.2.1 Disque le but de l'essai. Lorsqu'on utilise un gaz inerte comme agent
d'environnement, il doit être sous faible pression, c'est-à-dire
Les dimensions de la masse du disque en métal léger (par exem- que le courant gazeux doit circuler à un débit d'environ
ple aluminium) doivent correspondre à un moment d'inertie I 1200 ml/h.
-
d'environ 30 kg.mm* pour les éprouvettes de dimensions
conformes à 4.2, à condition que les dimensions et la masse de
L'axe du disque ne doit pas être en contact avec les parois de
l'axe inférieur et des mors n'influencent pas la valeur de I. La l'enceinte. L'espace situé entre l'axe et la paroi doit être juste
masse totale du disque, du mors inférieur et de l'axe inférieur
suffisant pour permettre une libre rotation du système oscillant.
doit être telle que la contrainte de traction sur l'éprouvette ne Le mors supérieur et son axe fixe sont montés sur la paroi supé-
dépasse pas 0,l MPa". Le moment d'inertie doit être choisi en rieure de l'enceinte, de sorte qu'il n'y ait aucune perte de gaz
fonction de la rigidité de l'éprouvette, aussi bien que de la
par l'ouverture. II suffit d'une légère force pour tourner l'axe
masse totale du disque, du mors et de l'axe. II doit faire l'objet supérieur, lequel doit être immobile durant le cycle d'oscilla-
d'un accord entre les parties intéressées. tion.
I \
I
d
I 'i
0 Mors supérieur avec axe fixe
@ Éprouvette
@ Mors inférieur, accouplé au disque par l'intermédiaire de l'axe
@ Disque
II
Figure 1
1 MPa = 1 NImm2
2

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IS0 537-1980 (FI
La température au voisinage de l'éprouvette doit rester cons-
5.3.1 Disque
tante sur toute la longueur de celle-ci. La température est
mesurée à l'aide d'un thermocouple ou d'un autre élément sen-
On peut utiliser des disques présentant une vaste gamme de
sible, et contrôlée de facon qu'en utilisant le mode opératoire à moments d'inertie. La masse et les dimensi
...