ISO 899-1:2003
(Main)Plastics — Determination of creep behaviour — Part 1: Tensile creep
Plastics — Determination of creep behaviour — Part 1: Tensile creep
ISO 899-1:2003 specifies a method for determining the tensile creep of plastics in the form of standard test specimens under specified conditions such as those of pretreatment, temperature and humidity. The method is suitable for use with rigid and semi-rigid non-reinforced, filled and fibre-reinforced plastics materials (see ISO 472 for definitions) in the form of dumb-bell-shaped test specimens moulded directly or machined from sheets or moulded articles. The method is intended to provide data for engineering-design and research and development purposes. Data for engineering-design purposes requires the use of extensometers to measure the gauge length of the specimen. Data for research or quality-control purposes may use the change in distance between the grips (nominal extension). Tensile creep may vary significantly with differences in specimen preparation and dimensions and in the test environment. The thermal history of the test specimen can also have profound effects on its creep behaviour. Consequently, when precise comparative results are required, these factors must be carefully controlled. If tensile-creep properties are to be used for engineering-design purposes, the plastics materials should be tested over a broad range of stresses, times and environmental conditions.
Plastiques — Détermination du comportement au fluage — Partie 1: Fluage en traction
L'ISO 899-1:2003 décrit une méthode de détermination du fluage en traction des plastiques sous forme d'éprouvettes normalisées dans des conditions spécifiées, telles qu'en matière de traitement préalable, de température et d'humidité. Cette méthode est destinée aux plastiques rigides et semi-rigides, non renforcés, chargés et renforcés par des fibres (voir ISO 472 pour les définitions) sous forme d'éprouvettes en forme d'haltères moulées directement ou usinées à partir de feuilles ou d'objets moulés. Cette méthode est proposée pour fournir des données utiles pour la conception en ingénierie, la recherche et le développement. Les données utiles pour la conception en ingénierie nécessitent l'emploi de l'extensométrie basée sur la longueur de référence de l'éprouvette. Les données pour la recherche ou le contrôle peuvent utiliser la méthode nominale de fluage en traction. Le fluage en traction peut dépendre étroitement des différences existant en matière de dimensions et de préparation des éprouvettes ainsi qu'en ce qui concerne l'environnement d'essai. L'histoire thermique de l'éprouvette peut également influencer profondément son comportement au fluage. En conséquence, lorsque des résultats comparatifs précis sont requis, ces facteurs doivent être contrôlés avec soin. Si les caractéristiques de fluage en traction sont destinées à des fins de conception en ingénierie, il convient de soumettre les plastiques à l'essai dans une large gamme de contraintes, de durées et d'environnements.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 899-1
Second edition
2003-06-01
Plastics — Determination of creep
behaviour —
Part 1:
Tensile creep
Plastiques — Détermination du comportement au fluage —
Partie 1: Fluage en traction
Reference number
ISO 899-1:2003(E)
©
ISO 2003
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ISO 899-1:2003(E)
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Published in Switzerland
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ISO 899-1:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 2
4 Apparatus. 4
5 Test specimens. 4
6 Procedure. 5
7 Expression of results. 6
8 Test report. 9
Annex A (informative) Physical-ageing effects on the creep of polymers . 11
Bibliography . 15
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ISO 899-1:2003(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 899-1 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 2, Mechanical
properties.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 899-1:1993), which has been technically
revised.
ISO 899 consists of the following parts, under the general title Plastics — Determination of creep behaviour:
Part 1: Tensile creep
Part 2: Flexural creep by three-point loading
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 899-1:2003(E)
Plastics — Determination of creep behaviour —
Part 1:
Tensile creep
1 Scope
1.1 This part of ISO 899 specifies a method for determining the tensile creep of plastics in the form of
standard test specimens under specified conditions such as those of pretreatment, temperature and humidity.
1.2 The method is suitable for use with rigid and semi-rigid non-reinforced, filled and fibre-reinforced
plastics materials (see ISO 472 for definitions) in the form of dumb-bell-shaped test specimens moulded
directly or machined from sheets or moulded articles.
1.3 The method is intended to provide data for engineering-design and research and development
purposes. Data for engineering-design purposes requires the use of extensometers to measure the gauge
length of the specimen. Data for research or quality-control purposes may use the change in distance
between the grips (nominal extension).
1.4 Tensile creep may vary significantly with differences in specimen preparation and dimensions and in the
test environment. The thermal history of the test specimen can also have profound effects on its creep
behaviour (see Annex A). Consequently, when precise comparative results are required, these factors must
be carefully controlled.
1.5 If tensile-creep properties are to be used for engineering-design purposes, the plastics materials should
be tested over a broad range of stresses, times and environmental conditions.
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 62:1999, Plastics — Determination of water absorption
ISO 291:1997, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing
ISO 472:1999, Plastics — Vocabulary
ISO 527-1:1993, Plastics — Determination of tensile properties — Part 1: General principles
ISO 527-2:1993, Plastics — Determination of tensile properties — Part 2: Test conditions for moulding and
extrusion plastics
ISO 10350-1:1998, Plastics — Acquisition and presentation of comparable single-point data — Part 1:
Moulding materials
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ISO 899-1:2003(E)
ISO 11403-1:2001, Plastics — Acquisition and presentation of comparable multipoint data — Part 1:
Mechanical properties
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 472 and the following apply.
3.1
creep
increase in strain with time when a constant force is applied
3.2
initial stress
σ
tensile force per unit area of the initial cross-section within the gauge length
NOTE 1 It is given by the equation
F
σ =
A
where
F is the force, in newtons;
A is the average initial cross-sectional area within the narrow (gauge) section of the specimen, in square
millimetres.
NOTE 2 It is expressed in megapascals.
3.3
extension
(∆L)
t
increase in the distance between the gauge marks, expressed in millimetres, at time t
NOTE It is given by the equation
(∆L)=−LL
tt 0
where
L is the gauge length, in millimetres, at any given time t during the test;
t
L is the original gauge length, in millimetres, of the specimen after application of a preload but prior to application
0
of the test load.
2 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 899-1:2003(E)
3.4
nominal extension
(∆L*)
t
increase in the distance between the grips (increase in grip separation)
NOTE It is given by the equation
∗∗ ∗
(∆L )=−LL
t 0
t
where
L* is the distance between the grips at any given time t during the test, in millimetres;
t
L* is the initial distance between the grips, expressed in millimetres, holding the specimen after application of a
0
preload but prior to application of the test load.
3.5
tensile-creep strain
ε
t
change in the distance between the gauge marks, relative to the initial distance, produced by the applied load
at any given time t during a creep test
NOTE 1 It is given by the equation
(∆L)
t
ε =
t
L
0
NOTE 2 It is expressed as a dimensionless ratio or as a percentage.
3.6
nominal tensile-creep strain
ε*
t
change in the distance between the grips, relative to the initial distance, produced by the applied load at any
given time t during a creep test
NOTE 1 It is given by the equation
∗
()∆L
∗ t
ε =
t
∗
L
0
NOTE 2 It is expressed as a dimensionless ratio or as a percentage.
3.7
tensile-creep modulus
E
t
ratio of initial stress to tensile-creep strain, calculated as in 7.1.1
3.8
nominal tensile-creep modulus
E*
t
ratio of initial stress to nominal tensile-creep strain, calculated as in 7.1.2
3.9
isochronous stress-strain curve
Cartesian plot of stress versus creep strain, at a specific time after application of the test load
3.10
time to rupture
period of time the specimen is under full load until rupture
© ISO 2003 — All rights reserved 3
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ISO 899-1:2003(E)
3.11
creep-strength limit
initial stress which will just cause rupture (σ ) or will produce a specified strain (σ ) at a specified time t, at a
B,t ε,t
given temperature and relative humidity
3.12
recovery from creep
decrease in strain at any given time after completely unloading the specimen, expressed as a percentage of
the strain just prior to the removal of the load
4 Apparatus
4.1 Gripping device, capable of ensuring that the direction of the load applied to the test specimen
coincides as closely as possible with the longitudinal axis of the specimen. This ensures that the test
specimen is subjected to simple stress and that the stresses in the loaded section of the specimen may be
assumed to be uniformly distributed over cross-sections perpendicular to the direction of the applied load.
NOTE It is recommended that grips be used that will allow the specimen to be fixed in place, correctly aligned, prior
to applying the load. Self-locking grips which allow the specimen to move as the load increases are not suitable for this
test.
4.2 Loading system, capable of ensuring that the load is applied smoothly, without causing transient
overloading, and that the load is maintained to within ± 1 % of the desired load. In creep-to-rupture tests,
provision shall be made to prevent any shocks which occur at the moment of rupture being transmitted to
adjacent loading systems. The loading mechanism shall allow rapid, smooth and reproducible loading.
4.3 Extension-measuring device, comprising any contactless or contact device capable of measuring the
extension of the specimen gauge length or the increase in the distance between the clamp grips under load
without influencing the specimen behaviour by mechanical effects (e.g. undesirable deformations, notches),
other physical effects (e.g. heating of the specimen) or chemical effects.
In the case of contactless (optical) measurement of the strain, the longitudinal axis of the specimen shall be
perpendicular to the optical axis of the measuring device. To determine the increase in length of the test
specimen, an extensometer shall be used which records the increase in the distance between the clamp grips.
The accuracy of the extension-measuring device shall be better than ± 0,01 mm.
For creep-to-rupture tests, it is recommended that the extension be measured by means of a contactless
optical system operating on the cathetometer principle. Automatic indication of time to rupture is highly
desirable. The gauge length shall be marked on the specimen, either by attaching (metal) clips with scratched-
on gauge marks, or by ruling the gauge marks with an inert, thermally stable paint.
Electrical-resistance strain gauges are suitable only if the material tested is of such a nature as to permit such
strain gauges to be attached to the specimen by means of adhesive and only if the adhesion quality is
constant during the duration of the test. The modulus of the strain gauge when bonded to the specimen shall
be such that the specimen is not reinforced.
4.4 Time-measurement device, accurate to 0,1 %.
4.5 Micrometer, reading to 0,01 mm or closer, for measuring the initial thickness and width of the test
specimen.
5 Test specimens
Use test specimens of the same shape and dimensions as specified for the determination of tensile properties
by the relevant material standard or, by default, as specified in ISO 527-2.
4 © ISO 2003 — All rights reserved
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ISO 899-1:2003(E)
6 Procedure
6.1 Conditioning and test atmosphere
Condition the test specimens as specified in the International Standard for the material under test. In the
absence of any information on conditioning, use the most appropriate set of conditions specified in ISO 291,
unless otherwise agreed by the interested parties.
The creep behaviour will be affected not only by the
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 899-1
Deuxième édition
2003-06-01
Plastiques — Détermination du
comportement au fluage —
Partie 1:
Fluage en traction
Plastics — Determination of creep behaviour —
Part 1: Tensile creep
Numéro de référence
ISO 899-1:2003(F)
©
ISO 2003
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ISO 899-1:2003(F)
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax. + 41 22 749 09 47
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Publié en Suisse
ii © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 899-1:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Appareillage. 4
5 Éprouvettes. 5
6 Mode opératoire. 5
7 Expression des résultats. 6
8 Rapport d’essai. 10
Annexe A (informative) Effets du vieillissement physique sur le fluage des polymères. 11
Bibliographie . 15
© ISO 2003 — Tous droits réservés iii
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ISO 899-1:2003(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 899-1 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 2, Propriétés
mécaniques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 899-1:1993), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 899 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Plastiques — Détermination du
comportement au fluage:
Partie 1: Fluage en traction
Partie 2: Fluage en flexion par mise en charge en trois points
iv © ISO 2003 — Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 899-1:2003(F)
Plastiques — Détermination du comportement au fluage —
Partie 1:
Fluage en traction
1 Domaine d'application
1.1 La présente partie de l’ISO 899 décrit une méthode de détermination du fluage en traction des
plastiques sous forme d'éprouvettes normalisées dans des conditions spécifiées, telles qu'en matière de
traitement préalable, de température et d’humidité.
1.2 Cette méthode est destinée aux plastiques rigides et semi-rigides, non renforcés, chargés et renforcés
par des fibres (voir ISO 472 pour les définitions) sous forme d'éprouvettes en forme d'haltères moulées
directement ou usinées à partir de feuilles ou d'objets moulés.
1.3 Cette méthode est proposée pour fournir des données utiles pour la conception en ingénierie, la
recherche et le développement. Les données utiles pour la conception en ingénierie nécessitent l’emploi de
l’extensométrie basée sur la longueur de référence de l’éprouvette. Les données pour la recherche ou le
contrôle peuvent utiliser la méthode nominale de fluage en traction.
1.4 Le fluage en traction peut dépendre étroitement des différences existant en matière de dimensions et
de préparation des éprouvettes ainsi qu'en ce qui concerne l'environnement d'essai. L'histoire thermique de
l'éprouvette peut également influencer profondément son comportement au fluage (voir Annexe A). En
conséquence, lorsque des résultats comparatifs précis sont requis, ces facteurs doivent être contrôlés avec
soin.
1.5 Si les caractéristiques de fluage en traction sont destinées à des fins de conception en ingénierie, il
convient de soumettre les plastiques à l'essai dans une large gamme de contraintes, de durées et
d’environnements.
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 62:1999, Plastiques — Détermination de l’absorption d’eau
ISO 291:1977, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d'essai
ISO 472:1999, Plastiques — Vocabulaire
ISO 527-1:1993, Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 1: Principes généraux
ISO 527-2:1993, Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 2: Conditions d'essai des
plastiques pour moulage et extrusion
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1
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ISO 899-1:2003(F)
ISO 10350-1:1998, Plastiques — Acquisition et présentation de caractéristiques intrinsèques comparables —
Partie 1: Matériaux pour moulage
ISO 11403-1:2001, Plastiques — Acquisition et présentation de données multiples comparables — Partie 1:
Propriétés mécaniques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 472 ainsi que les suivants
s'appliquent.
3.1
fluage
accroissement de la déformation en fonction du temps lors de l'application d'une force constante
3.2
contrainte initiale
σ
force de traction par unité de surface de la section transversale initiale de la longueur de référence
NOTE 1 Elle est donnée par l'équation
F
σ =
A
où
F est la force, exprimée en newtons;
A est l’aire de la section transversale initiale de l'éprouvette, exprimée en millimètres carrés.
NOTE 2 La contrainte est exprimée en mégapascals.
3.3
allongement
(∆L)
t
accroissement, à un instant donné t, de la longueur de l'éprouvette entre les repères de référence, exprimé en
millimètres
NOTE Il est donné par l'équation
(∆L) = LL –
tt 0
où
L est la longueur de référence, à un instant donné t, durant l'essai, exprimée en millimètres;
t
L est la longueur de référence initiale de l'éprouvette après application de la précontrainte et avant application de
0
la charge d'essai, exprimée en millimètres.
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 899-1:2003(F)
3.4
allongement nominal
(∆L*)
t
accroissement de la distance entre les mâchoires (écartement des mâchoires)
NOTE Il est donné par l’équation
(*∆=L) LL*−*
tt 0
où
L* est la distance entre les mâchoires, à un instant donné t, durant l'essai, exprimée en millimètres;
t
L* est la distance initiale, entre les mâchoires, après application de la précontrainte et avant application de la
0
charge d'essai, exprimée en millimètres.
3.5
déformation au fluage en traction
ε
t
variation de la longueur de la distance initiale entre les repères, due à la charge appliquée à un temps donné t,
au cours d’un essai de fluage
NOTE 1 Elle est donnée par l'équation
(∆L)
t
ε =
t
L
0
NOTE 2 Elle est exprimée comme un rapport sans dimension ou en pourcentage.
3.6
déformation nominale au fluage en traction
ε∗
t
variation de la longueur par la distance initiale entre les mâchoires due à la contrainte appliquée à un instant
donné t, au cours d’un essai de fluage
NOTE 1 Elle est donnée par l’équation
(∆L*)
t
ε =
*t
L*
0
NOTE 2 Elle est exprimée comme un rapport sans dimension ou en pourcentage.
3.7
module de fluage en traction
E
t
rapport de la contrainte initiale à la déformation au fluage en traction, calculé comme indiqué en 7.1.1
3.8
module nominal de fluage en traction
E*
t
rapport de la contrainte initiale à la déformation au fluage nominale en traction, calculé comme indiqué en
7.1.2
3.9
courbe contrainte-déformation isochrone
diagramme cartésien de la contrainte par rapport à la déformation au fluage à un temps spécifique après
application de la charge d’essai
© ISO 2003 — Tous droits réservés 3
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ISO 899-1:2003(F)
3.10
durée écoulée jusqu'à la rupture
durée qui s'écoule sous charge jusqu’à la rupture
3.11
limite de résistance au fluage
contrainte initiale entraînant la rupture (σ ) ou une déformation spécifiée (σ ) à un instant t spécifié, à une
B,t ε,t
température et à une humidité relative données
3.12
récupération au fluage
diminution de la déformation à un temps donné après déchargement complet de l'éprouvette, exprimée en
pourcentage de la déformation juste avant le retrait de la charge
4 Appareillage
4.1 Dispositif de serrage, capable de garantir que la direction d'application de la charge à l'éprouvette
coïncide aussi étroitement que possible avec l'axe longitudinal de l'éprouvette. Ce qui permet, d'une part, de
garantir que l'éprouvette est soumise à une contrainte simple et, d'autre part, de supposer que les contraintes
dans la portion de l'éprouvette sous charge sont uniformément réparties sur les sections transversales
perpendiculaires à la direction d'application de la charge.
NOTE Il est recommandé d'utiliser des mâchoires permettant de procéder au centrage et à la fixation définitive de
l'éprouvette avant d'appliquer la charge. Les mâchoires à autoserrage permettant à l'éprouvette de se déplacer au cours
de l'accroissement de la charge ne conviennent pas pour cet essai.
4.2 Système de mise en charge, capable de garantir que la charge est appliquée sans à-coups, sans
surcharge temporaire, et qu'elle est maintenue à la valeur souhaitée à ± 1 % près. Lors des essais de rupture
au fluage, des dispositions doivent être prises pour éviter de transmettre des chocs aux systèmes de charge
adjacents au moment où intervient la rupture. Le mécanisme de mise en charge doit permettre un chargement
rapide, sans à-coups et reproductible.
4.3 Dispositif de mesure de l'allongement, comprenant un dispositif à contact ou sans contact
permettant de mesurer l'allongement de la longueur de référence de l'éprouvette sous charge ou la distance
entre les mâchoires, sans influer sur le comportement de l'éprouvette par des d'effets mécaniques
(déformations indésirables, entailles, par exemple), physiques (échauffement de l'éprouvette, par exemple) ou
chimiques.
Dans le cas d'un mesurage sans contact (optique) de la déformation, l'axe longitudinal de l'éprouvette doit
être perpendiculaire à l'axe optique du dispositif de mesure. Pour déterminer l’accroissement de longueur de
l’éprouvette, il faut prévoir un extensomètre pour enregistrer l’augmentation de la distance entre les mâchoires.
La précision du dispositif de mesure de l'allongement doit être de ± 0,01 mm.
Pour les essais de rupture au fluage, il est recommandé de mesurer l'allongement au moyen d'un système
optique sans contact fonctionnant selon le principe des cathétomètres. Une indication automatique de la
durée écoulée jusqu'à la rupture est hautement souhaitable. La longueur de référence doit être marquée sur
l'éprouvette soit au moyen de brides de fixation (en métal) comportant des repères de référence gravés, soit
par des repères de référence appliqués au moyen d'une peinture inerte et thermostable.
Les dispositifs de mesure de la déformation à résistance électrique conviennent uniquement si la matière
soumise à l'essai est de nature telle qu'elle permet d'être équipée de ce type de dispositifs par collage et si la
qualité de l'adhérence est constante pendant la durée de l'essai. Le module du dispositif collé doit être tel qu’il
ne renforce pas l’éprouvette.
4.4 Dispositif de mesure du temps, précis à 0,1 %.
4.5 Micromètre, avec une lecture à au moins 0,01 mm près en vue du mesurage de l'épaisseur initiale et
de la largeur de l'éprouvette.
4 © ISO 2003 — Tous droits réservés
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ISO 899-1:2003(F)
5 Éprouvettes
Utiliser des éprouvettes de même format et de même dimensions telles que spécifiées pour la détermination
des caractéristiques de traction par la Norme internationale relative à la matière à essayer ou, à défaut, par
l’ISO 527-2.
6 Mode opératoire
6.1 Conditionnement et atmosphère d'essai
Conditionner les éprouvettes conformément à la Norme internationale relative à la matière à essayer. En
l'absence de spécifications, choisir les conditions les plus appropriées dans l'ISO 291, sauf si les parties
intéressées en ont décidé autrement.
Le comportement au fluage est non seulement influencé par l'histoire thermique de l'éprouvette soumise à
l'essai, mais également par la température et (si approprié) par l'humidité choisie pour le conditionnement. Un
état de non-équilibre en humidité affectera le fluage de tel
...
Questions, Comments and Discussion
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