ISO 37:2005
(Main)Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
ISO 37:2005 describes a method for the determination of the tensile stress-strain properties of vulcanized and thermoplastic rubbers. The properties which can be determined are tensile strength, elongation at break, stress at a given elongation, elongation at a given stress, stress at yield and elongation at yield. The measurement of stress and strain at yield applies only to some thermoplastic rubbers and certain other compounds.
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des caractéristiques de contrainte-déformation en traction
L'ISO 37:2005 décrit une méthode pour la détermination des caractéristiques de contrainte-déformation en traction des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques. Les caractéristiques susceptibles d'être déterminées sont les suivantes: résistance à la traction, allongement à la rupture, contrainte pour une déformation donnée et allongement sous une contrainte donnée, contrainte au seuil visco-élastique et allongement au seuil visco-élastique. Le mesurage de la containte de traction et de l'allongement au seuil visco-élastique ne s'applique qu'à certains caoutchoucs thermoplastiques et à d'autres mélanges.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 37
Fourth edition
2005-07-15
Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Determination of tensile stress-strain
properties
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des
caractéristiques de contrainte-déformation en traction
Reference number
ISO 37:2005(E)
©
ISO 2005
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ISO 37:2005(E)
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Published in Switzerland
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ISO 37:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 1
4 Principle. 3
5 General. 4
6 Test pieces. 5
7 Apparatus. 6
8 Number of test pieces . 7
9 Preparation of test pieces. 7
10 Conditioning of sample and test pieces. 8
11 Marking of dumb-bell test pieces. 8
12 Measurement of test pieces. 9
13 Procedure. 9
14 Temperature of test . 10
15 Calculation of results . 10
16 Expression of results. 12
17 Test report. 13
Annex A (informative) Preparation of type B ring test pieces . 14
Annex B (informative) Precision . 17
Annex C (informative) Analysis of ITP data and dumb-bell shape. 21
Bibliography . 25
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ISO 37:2005(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established 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. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 37 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee SC 2,
Testing and analysis.
This fourth edition cancels and replaces the third edition (ISO 37:1994).
The major changes incorporated in this revision are as follows:
⎯ The addition of a new dumb-bell test piece designated type 1A.
⎯ The addition of a new annex, Annex B, with precision data on type 1, type 2 and type 1A test pieces.
⎯ The addition of a new annex, Annex C, with an analysis of the dependence of the precision data on
dumb-bell test piece shape.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 37:2005(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile
stress-strain properties
1 Scope
This International Standard describes a method for the determination of the tensile stress-strain properties of
vulcanized and thermoplastic rubbers.
The properties which can be determined are tensile strength, elongation at break, stress at a given elongation,
elongation at a given stress, stress at yield and elongation at yield. The measurement of stress and strain at
yield applies only to some thermoplastic rubbers and certain other compounds.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 5893, Rubber and plastics test equipment — Tensile, flexural and compression types (constant rate of
traverse) — Specification
ISO 23529:2004, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test
methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
tensile stress
S
stress applied so as to extend the test piece
NOTE It is calculated as the applied force per unit area of the original cross-section of the test length.
3.2
elongation
E
tensile strain, expressed as a percentage of the test length, produced in the test piece by a tensile stress
3.3
tensile strength
TS
maximum tensile stress recorded in extending the test piece to breaking point
NOTE See Figures 1a) to 1c).
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ISO 37:2005(E)
Key
E elongation S stress at yield
y
E elongation at break TS tensile strength
b
E elongation at yield TS tensile strength at break
y b
S stress Y yield point
Figure 1 — Illustration of tensile terms
2 © ISO 2005 – All rights reserved
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ISO 37:2005(E)
3.4
tensile strength at break
TS
b
tensile stress recorded at the moment of rupture
NOTE 1 See Figures 1a) to 1c).
NOTE 2 The values of TS and TS may be different if, after yield at S , the elongation continues and is accompanied by
b y
a drop in stress, resulting in TS being lower than TS [see Figure 1c)].
b
3.5
elongation at break
E
b
tensile strain in the test length at breaking point
NOTE See Figures 1a) to 1c).
3.6
elongation at a given stress
E
s
tensile strain in the test length when the test piece is subjected to a given tensile stress
3.7
stress at a given elongation
S
e
tensile stress in the test length required to produce a given elongation
NOTE In the rubber industry, this definition is widely identified with the term “modulus”, and care should be taken to
avoid confusion with the other use of “modulus” to denote the slope of the stress-strain curve at a given elongation.
3.8
tensile stress at yield
S
y
tensile stress at the first point on the stress-strain curve where some further increase in strain occurs without
any increase in stress
NOTE This may correspond to either a point of inflection [see Figure 1b)] or to a maximum [see Figure 1c)].
3.9
elongation at yield
E
y
tensile strain at the first point on the stress-strain curve where some further increase in strain is not
accompanied by an increase in stress
NOTE See Figures 1b) and 1c).
3.10
test length of a dumb-bell
initial distance between reference points within the length of the narrow portion of a dumb-bell test piece used
to measure elongation
NOTE See Figure 2.
4 Principle
Standard test pieces, either dumb-bells or rings, are stretched in a tensile-testing machine at a constant rate
of traverse of the driven grip or pulley. Readings of force and elongation are taken as required during the
uninterrupted stretching of the test piece and when it breaks.
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ISO 37:2005(E)
5 General
Dumb-bell and ring test pieces do not necessarily give the same values for their respective stress-strain
properties. This is mainly because in stretched rings the stress is not uniform over the cross-section. A second
factor is in the existence of “grain” which may cause dumb-bells to give different values depending whether
their length is parallel or at right angles to the grain.
The main points to be noted in choosing between rings and dumb-bells are as follows:
a) Tensile strength
Dumb-bells are preferable for determination of tensile strength. Rings give lower, sometimes much lower,
values than dumb-bells.
b) Elongation at break
Rings give approximately the same values as dumb-bells, provided that
1) the elongation of rings is calculated as a percentage of the initial internal circumference and
2) dumb-bells are cut at right angles to the grain if this is present to a significant degree.
Dumb-bells shall be used if it is required to study grain effects for which rings are not suitable.
c) Elongation at a given stress and stress at a given elongation
The larger dumb-bells (types 1, 2 and 1A) are generally preferred.
Rings and dumb-bells give approximately the same values provided that
1) the elongation of rings is calculated as a percentage of the initial mean circumference and
2) the average value is taken for dumb-bells cut parallel and at right angles to the grain if this is present
to a significant degree.
Rings may be preferred in automated testing, due to the ease of handling of the test pieces, and in the
determination of stress at a given strain.
d) Miniature test pieces may give somewhat different, usually higher, values for tensile strength and
elongation at break than the larger test pieces.
Seven types of test piece are provided, i.e. dumb-bell-shaped types 1, 2, 3, 4 and 1A and ring-shaped types A
(normal) and B (miniature). The results obtained for a given material are likely to vary according to the type of
test piece used, and the results obtained for different materials should therefore not be regarded as
comparable unless the same type of test piece has been used.
Type 3 and 4 dumb-bell test pieces and type B ring test pieces shall only be used where insufficient material is
available for the larger test pieces. These test pieces are particularly suitable for testing products and are
used in certain product standards, e.g. type 3 dumb-bells have been used for testing pipe sealing rings and
cables.
When preparation of test pieces requires buffing or thickness adjustment, results may be affected.
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ISO 37:2005(E)
6 Test pieces
6.1 Dumb-bells
Dumb-bell test pieces shall have the outline shown in Figure 2.
Key
1 test length (see Table 1)
Figure 2 — Shape of dumb-bell test pieces
The standard thickness of the narrow portion shall be 2,0 mm ± 0,2 mm for types 1, 2, 3 and 1A and
1,0 mm ± 0,1 mm for type 4.
The test length shall be in accordance with Table 1.
The other dimensions of the dumb-bells shall be as produced by the appropriate die (see Table 2).
For non-standard test pieces, e.g. those taken from finished products, the maximum thickness of the narrow
portion shall be 3,0 mm for types 1 and 1A, 2,5 mm for types 2 and 3, and 2,0 mm for type 4.
Table 1 — Test length of dumb-bells
Type of test piece
Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
a
Test length (mm)
25 ± 0,5 20 ± 0,5 10 ± 0,5 10 ± 0,5
20 ± 0,5
a
The test length shall not exceed the length of narrow portion of the test piece (dimension C in Table 2).
6.2 Rings
The standard type A ring test piece shall have an internal diameter of 44,6 mm ± 0,2 mm. The median axial
thickness and median radial width shall be 4 mm ± 0,2 mm. The radial width within any ring shall nowhere
deviate from the median by more than 0,2 mm and the axial thickness within the ring shall nowhere deviate
from the median by more than 2 %.
The standard type B ring test piece shall have an internal diameter of 8 mm ± 0,1 mm. The median axial
thickness and median radial width shall be 1 mm ± 0,1 mm. The radial width within any ring shall nowhere
deviate from the median by more than 0,1 mm.
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ISO 37:2005(E)
7 Apparatus
7.1 Dies and cutters
All dies and cutters used shall be in accordance with ISO 23529. Dies for preparation of dumb-bells shall have
the dimensions given in Table 2 and Figure 3. The departure from parallelism at any point along the width of
the narrow portion of the die shall nowhere exceed 0,05 mm.
For a method of cutting type B ring test pieces, see Annex A.
7.2 Thickness gauge
The instrument for measuring the thickness of dumb-bell test pieces and the axial thickness of ring test pieces
shall be in accordance with that used in method A of ISO 23529:2004.
The instrument for measuring the radial width of ring test pieces shall be similar to the above, except that the
contact and base plate shall be shaped to fit the curvature of the ring.
Dimensions in millimetres
Key
1 method of fixing to suit machine
2 ground smooth
3 ground
NOTE For dimensions A to F, see Table 2.
Figure 3 — Die for dumb-bell test pieces
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ISO 37:2005(E)
Table 2 — Dimensions of dies for dumb-bell test pieces
Dimension Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
a
A Overall length (minimum) (mm) 115 100 75 50 35
B Width of ends (mm) 25,0 ± 1 25,0 ± 1 12,5 ± 1 8,5 ± 0,5 6 ± 0,5
+2
C Length of narrow portion (mm) 33 ± 2 20 25 ± 1 16 ± 1 12 ± 0,5
0
+0,4
D Width of narrow portion (mm) 6 5 ± 0,1 4 ± 0,1 4 ± 0,1 2 ± 0,1
0
E Transition radius outside (mm) 14 ± 1 11 ± 1 8 ± 0,5 7,5 ± 0,5 3 ± 0,1
F Transition radius inside (mm) 25 ± 2 25 ± 2 12,5 ± 1 10 ± 0,5 3 ± 0,1
a
A greater overall length may be necessary to ensure that only the wide end tabs come into contact with the machine grips, thus
avoiding “shoulder breaks”.
7.3 Cone gauge
A calibrated cone gauge or other suitable equipment shall be used to measure the internal diameter of ring
test pieces. The equipment shall be capable of measuring the diameter with an error of not more than
0,01 mm. The means of supporting the ring test piece to be measured shall be such as to avoid any significant
change in the dimension being measured.
7.4 Tensile-testing machine
7.4.1 The tensile-testing machine shall comply with the requirements of ISO 5893, having an accuracy of
force measurement complying with class 2. An extensometer, where used, shall have an accuracy complying
with class D for type 1, 2 and 1A dumb-bell and type A ring test pieces, and class E for type 3 and 4 dumb-bell
and type B ring test pieces. The machine shall, as a minimum, be capable of operating at rates of traverse of
100 mm/min, 200 mm/min and 500 mm/min.
7.4.2 For tests at temperatures other than standard laboratory temperature, a suitable thermostatically
controlled chamber shall be fitted to the tensile-testing machine. Guidance for achieving elevated or
subnormal temperatures is given in ISO 23529.
8 Number of test pieces
A minimum of three test pieces shall be tested.
NOTE The number of test pieces should be decided in advance and the use of five test pieces will give a lower
uncertainty than a test with three test pieces.
9 Preparation of test pieces
9.1 Dumb-bells
Dumb-bell test pieces shall be prepared by the appropriate methods described in ISO 23529. Dumb-bells shall,
wherever possible, be cut parallel to the grain of the material unless grain effects are to be studied, in which
case a set of dumb-bells shall also be cut perpendicular to the grain.
9.2 Rings
Ring test pieces shall be prepared by cutting or punching, using the appropriate methods described in
ISO 23529, or by moulding.
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ISO 37:2005(E)
10 Conditioning of sample and test pieces
10.1 Time between vulcanization and testing
For all test purposes, the minimum time between vulcanization and testing shall be 16 h.
For non-product tests the maximum time between vulcanization and testing shall be 4 weeks and, for
evaluations intended to be comparable, the tests, as far as possible, shall be carried out after the same time
interval.
For product tests, whenever possible, the time between vulcanization and testing shall not exceed 3 months.
In other cases, tests shall be made within 2 months of the date of receipt of the product by the customer.
10.2 Protection of samples and test pieces
Samples and test pieces shall be protected as completely as possible from all external influences likely to
cause damage during the interval between vulcanization and testing, e.g. they shall be protected from light
and heat.
10.3 Conditioning of samples
Condition all samples, other than those from latex, in accordance with ISO 23529 at standard laboratory
temperature, without humidity control, for not less than 3 h prior to cutting out the test pieces.
Condition all prepared latex samples in accordance with ISO 23529 at standard laboratory temperature, with
humidity control, for not less than 96 h prior to cutting out the test pieces.
10.4 Conditioning of test pieces
Condition all test pieces in accordance with ISO 23529. If the preparation of test pieces involves buffing, the
interval between buffing and testing shall be not less than 16 h and not greater than 72 h.
For tests at standard laboratory temperature, test pieces that do not require further preparation may be tested
immediately, if cut from conditioned test samples. Where additional preparation is involved, a minimum
conditioning period of 3 h at standard laboratory temperature shall be allowed.
For tests at temperatures other than standard laboratory temperature, condition the test pieces at the
temperature at which the test is to be conducted for a period sufficient to enable the test pieces to attain
substantial equilibrium in accordance with ISO 23529 (see also 7.4.2).
11 Marking of dumb-bell test pieces
If using a non-contact extensometer, mark the dumb-bell test pieces with two reference marks to define the
test length as specified in Table 1, using a suitable marker. The test piece shall be unstrained when it is
marked.
The lines shall be marked on the narrow part of the test piece, as shown in Figure 2, i.e. equidistant from the
centre of the test piece and at rig
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 37
Quatrième édition
2005-07-15
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination des
caractéristiques de contrainte-
déformation en traction
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-
strain properties
Numéro de référence
ISO 37:2005(F)
©
ISO 2005
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ISO 37:2005(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 37:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions. 1
4 Principe. 3
5 Généralités. 4
6 Éprouvettes. 5
7 Appareillage. 6
8 Nombre d’éprouvettes. 7
9 Préparation des éprouvettes . 8
10 Conditionnement des échantillons et des éprouvettes. 8
11 Marquage des éprouvettes haltères . 9
12 Mesurage des dimensions des éprouvettes .9
13 Mode opératoire. 9
14 Température d’essai. 10
15 Calcul des résultats. 10
16 Expression des résultats. 13
17 Rapport d’essai . 13
Annexe A (informative) Préparation des éprouvettes annulaires de type B. 14
Annexe B (informative) Fidélité.17
Annexe C (informative) Analyse des données PEI avec la forme de type haltère. 21
Bibliographie . 25
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
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ISO 37:2005(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 37 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base d'élastomère,
sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette quatrième édition annule et remplace la troisième édition (ISO 37:1994).
Les principaux changements incorporés dans cette révision sont les suivants:
⎯ L’ajout d’une nouvelle d’éprouvette de type haltère 1A.
⎯ L’ajout d’une nouvelle Annexe B contenant les données de fidélité pour les éprouvettes de type 1, de
type 2 et de type 1A.
⎯ L’ajout d’une nouvelle Annexe C contenant une analyse de la dépendance des données de fidélité en
fonction de la forme haltère des éprouvettes.
iv © ISO 2005 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 37:2005(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination
des caractéristiques de contrainte-déformation en traction
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale décrit une méthode pour la détermination des caractéristiques de
contrainte-déformation en traction des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques.
Les caractéristiques susceptibles d’être déterminées sont les suivantes: résistance à la traction, allongement
à la rupture, contrainte pour une déformation donnée et allongement sous une contrainte donnée, contrainte
au seuil visco-élastique et allongement au seuil visco-élastique. Le mesurage de la containte de traction et de
l’allongement au seuil visco-élastique ne s’applique qu’à certains caoutchoucs thermoplastiques et à d’autres
mélanges.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 5893, Appareils d'essai du caoutchouc et des plastiques — Types pour traction, flexion et compression
(vitesse de translation constante) — Spécifications
ISO 23529:2004, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des
éprouvettes pour les méthodes d'essais physiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
contrainte de traction
S
contrainte appliquée de façon à étirer l’éprouvette
NOTE Son expression numérique est la force appliquée par unité de surface de la section initiale de la longueur
d’essai.
3.2
allongement
E
déformation en traction résultant d’une contrainte de traction exercée sur l’éprouvette, exprimée en
pourcentage de la longueur d’essai
3.3
résistance à la traction
TS
contrainte de traction maximale enregistrée au cours de l’étirement de l’éprouvette jusqu’au point de rupture
© ISO 2005 – Tous droits réservés 1
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ISO 37:2005(F)
NOTE Voir les Figures 1a) à 1c).
Légende
E allongement S contrainte de traction au seuil visco-élastique
y
E allongement à la rupture TS résistance à la traction
b
E allongement au seuil visco-élastique TS résistance à la rupture
y b
S contrainte de traction Y seuil visco-élastique
Figure 1 — Illustration des termes relatifs à la traction
2 © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 37:2005(F)
3.4
résistance à la rupture
TS
b
contrainte de traction enregistrée au moment où se produit la rupture
NOTE 1 Voir les Figures 1a) à 1c).
NOTE 2 Les valeurs de TS et TS peuvent être différentes si l’allongement se poursuit au-delà du seuil visco-élastique
b
S et s’il est accompagné d’une diminution de la contrainte, TS étant alors inférieur à TS [voir la Figure 1c)].
y b
3.5
allongement à la rupture
E
b
allongement de la longueur d’essai au moment de la rupture
NOTE Voir les Figures 1a) à 1c).
3.6
allongement sous une contrainte donnée
E
s
allongement de la longueur d’essai de l’éprouvette soumise à une contrainte de traction donnée
3.7
contrainte pour un allongement donné
S
e
contrainte de traction exercée sur la longueur d’essai, nécessaire pour produire un allongement donné
NOTE Dans l’industrie du caoutchouc, cette définition est souvent utilisée avec le terme «module» et il convient de
veiller à éviter toute confusion avec l’autre acception de «module», utilisée pour caractériser la pente d’une courbe
contrainte/déformation pour un allongement donné.
3.8
contrainte de traction au seuil visco-élastique
S
y
contrainte de traction correspondant au premier point sur la courbe contrainte/déformation où un
accroissement supplémentaire de la déformation n’est pas accompagné d’une augmentation de la contrainte.
NOTE Cela peut correspondre soit à un point d’inflexion [voir la Figure 1b)], soit à un maximum [voir la Figure 1c)].
3.9
allongement au seuil visco-élastique
E
y
allongement correspondant au premier point sur la courbe contrainte/déformation où un accroissement
supplémentaire de la déformation n’est pas accompagné d’une augmentation de la contrainte
NOTE Voir les Figures 1b) et 1c).
3.10
longueur d’essai des haltères
distance initiale entre les traits de repère portés sur la partie étroite d’une éprouvette haltère servant à
mesurer l’allongement
NOTE Voir la Figure 2.
4 Principe
Les éprouvettes normales, en forme d’haltères ou d’anneaux, sont étirées dans une machine de traction, la
vitesse de déplacement du galet ou de la mâchoire mobile restant constante. La force et l’allongement sont
relevés en fonction des exigences au cours de l’étirement ininterrompu de l’éprouvette et au moment de la
rupture.
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5 Généralités
Les éprouvettes haltères et les éprouvettes annulaires ne fournissent pas nécessairement les mêmes valeurs
pour leurs caractéristiques de traction respectives. Cela est principalement dû au fait que, durant la traction
des éprouvettes annulaires, l’effort n’est pas uniforme sur toute l’étendue de leur section. Cela est également
imputable à un second facteur, la présence d’un grain, qui, pour les haltères, peut donner lieu à des valeurs
différentes selon que leur longueur est parallèle ou perpendiculaire à la direction de ce grain.
Les principaux points à retenir pour le choix entre les anneaux et les haltères sont les suivants:
a) Résistance à la traction
Pour déterminer la résistance à la traction, il est préférable d’avoir recours aux haltères. Les valeurs fournies
par les anneaux sont inférieures (parfois très inférieures) à celles obtenues avec les haltères.
b) Allongement à la rupture
Les anneaux fournissent approximativement les mêmes valeurs que les haltères, à condition que
1) l’allongement des anneaux soit calculé en pourcentage de la circonférence intérieure initiale, et que
2) les haltères soient découpés perpendiculairement à la direction du grain, s’il a une influence sensible.
Les haltères doivent être utilisés s’il est nécessaire d’étudier les effets du grain car les anneaux ne
conviennent pas.
c) Allongement sous une contrainte donnée et contrainte pour un allongement donné
Les éprouvettes haltères de plus grande taille (types 1, 2 et 1A) sont en général préférées.
Les éprouvettes anneaux et les éprouvettes haltères donnent approximativement les mêmes valeurs à
condition que
1) l’allongement des anneaux soit calculé en pourcentage de la circonférence moyenne initiale, et que
2) la valeur moyenne soit déterminée à partir d’haltères découpés à la fois dans les directions parallèle
et perpendiculaire par rapport au grain, s’il a une influence sensible.
Les anneaux peuvent être préférés pour les essais automatisés en raison de la facilité de mise en place de
telles éprouvettes ainsi que pour la détermination de la contrainte pour une déformation donnée.
d) Par rapport aux éprouvettes de plus grande taille, les éprouvettes de dimensions réduites peuvent
fournir des valeurs quelque peu différentes (généralement supérieures) en ce qui concerne la
résistance à la traction et l’allongement à la rupture.
Sept types d’éprouvettes sont définis: les éprouvettes haltères des types 1, 2, 3, 4 et 1A et les éprouvettes
annulaires de type A (éprouvette normale) et de type B (petite éprouvette). Les résultats obtenus pour un
matériau donné sont susceptibles de varier en fonction du type d’éprouvette utilisé. Aussi, des résultats
obtenus pour des matériaux différents ne peuvent être comparés que si le même type d’éprouvette a été
utilisé.
Les éprouvettes haltères des types 3 et 4 et les anneaux de type B ne doivent être utilisés que dans les cas
où la matière disponible ne permet pas de préparer des éprouvettes de plus grandes dimensions. Ces
éprouvettes conviennent particulièrement pour l’essai de produits finis et elles sont préconisées dans
certaines normes de produits; des haltères de type 3 sont, par exemple, utilisés pour des essais de gainage
de câbles et de garnitures d’étanchéité de joints de canalisations.
Lorsque la préparation des éprouvettes nécessite un meulage ou une rectification, les résultats peuvent être
altérés.
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6 Éprouvettes
6.1 Haltères
Les éprouvettes haltères doivent avoir la géométrie représentée à la Figure 2.
Légende
1 longueur d’essai (voir Tableau 1)
Figure 2 — Forme des éprouvettes haltères
L’épaisseur normale de la partie étroite doit être de 2,0 mm ± 0,2 mm pour les types 1, 2, 3 et 1A, et de
1,0 mm ± 0,1 mm pour le type 4.
La longueur d’essai doit être conforme au Tableau 1.
Les autres dimensions des éprouvettes haltères doivent être telles que déterminées par celles de l’emporte-
pièce approprié (voir Tableau 2).
Pour les éprouvettes non normalisées, par exemple celles prélevées sur des produits finis, l’épaisseur
maximale de la partie étroite doit être de 3,0 mm pour les types 1 et 1A, de 2,5 mm pour les types 2 et 3, et de
2,0 mm pour le type 4.
Tableau 1 — Longueur d’essai des haltères
Type d’éprouvette
Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
a
Longueur d’essai (mm)
25 ± 0,5 20 ± 0,5 10 ± 0,5 10 ± 0,5
20 ± 0,5
a
La longueur d’essai ne doit pas être supérieure à la longueur de la partie étroite (dimension C du Tableau 2)
6.2 Anneaux
L’éprouvette annulaire normale de type A doit avoir un diamètre intérieur de 44,6 mm ± 0,2 mm. L’épaisseur
axiale médiane et la largeur radiale médiane doivent être de 4 mm ± 0,2 mm. En aucun point d’un anneau, la
largeur radiale ne doit différer de la valeur médiane de plus de 0,2 mm et l’épaisseur axiale de plus de 2 %.
L’éprouvette annulaire normale de type B doit avoir un diamètre intérieur de 8 mm ± 0,1 mm. L’épaisseur
axiale médiane et la largeur radiale médiane doivent être de 1,0 mm ± 0,1 mm. En aucun point d’un anneau,
la largeur radiale ne doit différer de la valeur médiane de plus de 0,1 mm.
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7 Appareillage
7.1 Emporte-pièces et lames
Tous les emporte-pièces et les lames utilisés doivent être conformes à I’ISO 23529. Les emporte-pièces
destinés à la préparation des haltères doivent avoir les dimensions indiquées dans le Tableau 2 et à la
Figure 3. L’écart de parallélisme en tout point situé sur la largeur de la portion étroite de l’emporte-pièce ne
doit nulle part dépasser 0,05 mm.
Une méthode de préparation des éprouvettes annulaires de type B est présentée dans l’Annexe A.
Dimensions en millimètres
Légende
1 méthode de fixation adaptée à la machine
2 affûtage lisse
3 affutage
NOTE Pour les dimensions de A à F, voir Tableau 2.
Figure 3 — Emporte-pièce pour éprouvettes haltères
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Tableau 2 — Dimensions des emporte-pièces pour des éprouvettes haltères
Dimension Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
a
A Longueur totale (minimum) (mm) 115 100 75 50 35
B Largeur des têtes (mm) 25,0 ± 1 25,0 ± 0,5 12,5 ± 1 8,5 ± 0,5 6 ± 0,5
+2
C Longueur de la partie étroite droite (mm) 33 ± 2 20 25 ± 1 16 ± 1 12 ± 0,5
0
+0,4
D Largeur de la partie étroite droite (mm) 6 5 ± 0,1 4 ± 0,1 4 ± 0,1 2 ± 0,1
0
E Rayon de raccordement extérieur (mm) 14 ± 1 11 ± 1 8 ± 0,5 7,5 ± 0,5 3 ± 0,1
F Rayon de raccordement intérieur (mm) 25 ± 2 25 ± 2 12,5 ± 1 10 ± 0,5 3 ± 0,1
a
Une longueur totale supérieure peut s’avérer nécessaire pour être assuré que seules les extrémités larges entrent en contact avec
les mâchoires de la machine, contribuant ainsi à éviter des ruptures en dehors de la partie étroite des éprouvettes.
7.2 Mesureur d’épaisseur
L’instrument utilisé pour mesurer l’épaisseur des éprouvettes haltères et l’épaisseur axiale des éprouvettes
annulaires doit être conforme à celui qui est utilisé dans la méthode A de I’ISO 23529:2004.
L’instrument de mesurage de la largeur radiale des éprouvettes annulaires doit être semblable à celui
mentionné ci-dessus, avec une forme de la plaque d’appui adaptée à la courbure de l’anneau.
7.3 Jauge conique
Le diamètre intérieur des éprouvettes annulaires doit être mesuré au moyen d’une jauge conique étalonnée
ou d’un autre équipement approprié. L’appareil doit permettre de mesurer le diamètre avec une exactitude
minimale de 0,01 mm. Les moyens permettant de supporter l’éprouvette annulaire à mesurer doivent être
conçus de manière à éviter toute modification significative de la dimension mesurée.
7.4 Machine d’essai de traction
7.4.1 La machine d’essai de traction doit satisfaire aux prescriptions de I’ISO 5893, avec une précision de
mesure de la force conforme à la classe 2. En cas d’utilisation d’un extensomètre, la précision de celui-ci doit
être conforme à la classe D pour les éprouvettes haltères des types 1, 2 et 1A et les éprouvettes annulaires
de type A, et à la classe E pour les éprouvettes haltères des types 3 et 4 et pour les éprouvettes annulaires
de type B. La machine doit permettre, au minimum, de fonctionner à des vitesses de déplacement de
100 mm/min, 200 mm/min et 500 mm/min.
7.4.2 Pour des essais à des températures autres que la température normale, une enceinte appropriée à
température régulée doit être montée sur la machine d’essai de traction. Des indications pour I’obtention des
températures élevées ou inférieures à la normale sont données dans I’ISO 23529.
8 Nombre d’éprouvettes
Au moins trois éprouvettes doivent être soumises à l’essai.
NOTE Il est recommandé de décider à l’avance du nombre d’éprouvettes. L’incertitude résultant de l’utilisation de
cinq éprouvettes est inférieure à celle donnée par trois éprouvettes.
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9 Préparation des éprouvettes
9.1 Haltères
Les éprouvettes haltères doivent être préparées conformément aux méthodes appropriées décrites dans
I’ISO 23529. Les haltères doivent, si possible, être découpés parallèlement à la direction du grain du matériau,
à moins qu’il ne soit nécessaire d’étudier les effets du grain, auquel cas un jeu d’haltères doit également être
découpé perpendiculairement à la direction du grain.
9.2 Anneaux
Les éprouvettes annulaires doivent être préparées par découpage ou par poinçonnage conformément aux
méthodes appropriées décrites dans I’ISO 23529, ou par moulage.
10 Conditionnement des échantillons et des éprouvettes
10.1 Délai entre vulcanisation et essai
Le délai minimal entre la vulcanisation et l’essai doit être de 16 h pour tous les essais.
Pour les essais ne s’appliquant pas à des produits, le délai maximal entre la vulcanisation et l’essai doit être
de 4 semaines, et pour les évaluations en vue d’une comparaison, les essais doivent, si possible, être réalisés
après le même délai.
Pour les essais s’appliquant à des produits, ce délai doit, si possible, ne pas dépasser 3 mois. Dans les autres
cas, les essais doivent être effectués dans les 2 mois qui suivent la date de réception du produit chez le client.
10.2 Protection des échantillons et des éprouvettes
Les échantillons et les éprouvettes doivent être aussi bien protégés que possible de toutes les sources
extérieures susceptibles de les endommager pendant la période entre la vulcanisation et l’essai; ils doivent,
par exemple, être protégés contre la lumière et la chaleur.
10.3 Conditionnement des échantillons
Conditionner tous les échantillons, sauf ceux qui sont fabriqués à partir de latex, conformément à I’ISO 23529
à température de laboratoire normalisée, sans contrôle de l’humidité, pendant une durée minimale de 3 h
avant de prélever les éprouvettes.
Conditionner tous les échantillons fabriqués à partir de latex conformément à I’ISO 23529 à température de
laboratoire normalisée, avec un contrôle de l’humidité, pendant une durée minimale de 96 h avant de prélever
les éprouvettes.
10.4 Conditionnement des éprouvettes
Conditionner toutes les éprouvettes conformément à I’ISO 23529. Si la préparation des éprouvettes nécessite
un meulage, le laps de temps entre le meulage et l’essai ne doit pas être inférieur à 16 h, ni supérieur à 72 h.
Dans le cas des essais réalisés à température de laboratoire normalisée, les éprouvettes qui ne nécessitent
pas de préparation supplémentaire peuvent être immédiatement soumises à l’essai, si elles ont été prélevées
sur des échantillons conditionnés. Si une préparation supplémentaire est nécessaire, les éprouvettes doivent
être conditionnées pendant un minimum de 3 h à température de laboratoire normalisée.
Dans le cas des essais réalisés à des températures autres que la température normale, conditionner les
éprouvettes à la température à laquelle l’essai doit être conduit, pendant une durée suffisante pour qu’un bon
équilibre de la température soit atteint conformément à I’ISO 23529 (voir aussi 7.4.2).
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11 Marquage des éprouvettes haltères
En cas d’utilisation d’un extensomètre sans contact, porter sur les éprouvettes haltères au moyen d’un
marqueur approprié deux repères définissant la longueur d’essai telle que spécifiée dans le Tableau 1.
L’éprouvette ne doit être soumise à aucune déformation au cours du marquage.
Les traits de repère doivent être portés sur la partie étroite de l’éprouvette à égale distance du centre de
l’éprouvette et perpendiculairement à son axe longitudinal, comme cela est représenté à la Figure 2.
12 Mesurage des dimensions des éprouvettes
12.1 Haltères
Mesurer l’épaisseur au centre et à chaque extrémité de la longueur d’essai au moyen du comparateur. La
valeur médiane des trois mesures doit être utilisée pour le calcul de l’aire de la section transversale. Pour une
même éprouvette, aucune des trois valeurs mesurées de l’épaisseur de la partie étroite ne doit différer de plus
de 2 % de la valeur médiane. La largeur de l’éprouvette doit être prise comme étant la distance entre les
faces internes des tranchants de l’emporte-pièce dans sa partie étroite, cette distance devant être mesurée
conformément à I’ISO 23529 à 0,05 mm près.
12.2 Anneaux
Mesurer la largeur radiale et l’épaisseur axiale en six points répartis régulièrement sur la circonférence de
l’anneau. La valeur médiane de chaque jeu de mesures doit être utilisée pour le calcul de l’aire de la section
transversale. Le diamètre intérieur doit être mesuré à 0,1 mm près. Les circonférences intérieure et moyenne
sont calculées comme suit:
Circonférence intérieure = π × diamètre intérieur
Circonférence moyenne = π × (diamètre intérieur + largeur radiale)
12.3 Épaisseur moyenne
Aucun des trois mesurages de la partie étroite de chaque éprouvette haltère ne doit différer de plus de 2 % de
l’épaisseur médiane. Si deux jeux d’éprouvettes de dimensions différentes doivent être comparés, l’épaisseur
médiane de chaque jeu ne doit pas différer de l’épaisseur médiane générale des deux jeux de plus de 7,5 %.
13 Mode opératoire
13.1 Éprouvettes haltères
Fixer l’éprouvette dans les mâchoires de la machine d’essai de traction, la partie droite des extrémités des
têtes étant placée de façon symétrique afin que les tensions soient uniformément réparties sur la section
transversale. Si nécessaire, mettre en place l’extensomètre. Mettre la machine en marche et suivre en continu
la variation de la longueur d’essai et de la force tout au long de l’essai, avec une exactitude de ± 2 %, afin de
pouvoir calculer les grandeurs définies dans l’Article 15.
La vitesse nominale de déplacement de la mâchoire mobile doit être de 500 mm/min pour les éprouvettes de
type 1, de type 2 et de type 1A, et de 200 mm/min pour celles de type 3 et de type 4.
Toute éprouvette cassant en dehors de la partie parallèle ou se rompant en dehors de la longueur d’essai
(voir Figure 2) doit être rejetée et l’essai doit être répété sur une éprouvette supplémentaire.
NOTE Dans le cas de mesurages visuels, il convient de veiller à éviter les erreurs de parallaxe.
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13.2 Éprouvettes annulaires
Monter l’éprouvette sur les deux galets avec un minimum de tension. Mettre la machine en marche et suivre
en continu la distance entre les galets ainsi que l’augmentation de la contrainte tout au long de l’essai, avec
une exactitude de ± 2 % ou comme cela est exigé pour pouvoir calculer les grandeurs définies dans
l’Article 15.
La vitesse nominale de déplacement du galet mobile doit être de 500 mm/min pour les éprouvettes annulaires
de type A et de 100 mm/min pour celles de type B.
14 Température d’essai
Généralement, l’essai doit être réalisé à l’une des températures normales spécifiées dans I’ISO 23529. Si
l’essai doit être conduit à d’autres températures, choisir celles-ci dans la liste des températures
recommandées dans I’ISO 23529.
La même température doit être utilisée tout au long d’un même essai ou d’une même série d’essais destinés
à être comparés.
15 Calcul des résultats
15.1 Éprouvettes haltères
Calculer la résistance à la traction TS, exprimée en mégapascals, à l’aide de l’équation
F
m
TS =
Wt
Calculer la résistance à la rupture TS , exprimée en mégapascals, à l’aide de l’équation
b
F
b
TS =
b
Wt
Calculer l’allongement à la rupture E , exprimé en pourcentage, à l’aide de l’équation
b
100 (L − L )
b0
E =
b
L
0
Calculer la contrainte pour un allongement donné S , exprimée en mégapascals, à l’aide de l’équation
e
F
e
S =
e
Wt
Calculer l’allongement sous une contrainte donnée E , exprimé en pourcentage, à l’aide de l’équation
s
100(L − L )
s0
E =
s
L
0
Les valeurs de la force F , en newtons, correspondant à la contrainte spécifiée, sont calculées à l’aide de
e
l’équation
F
...
Questions, Comments and Discussion
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