ISO 6721-3:1994
(Main)Plastics — Determination of dynamic mechanical properties — Part 3: Flexural vibration — Resonance-curve method
Plastics — Determination of dynamic mechanical properties — Part 3: Flexural vibration — Resonance-curve method
Specifies a bending-vibration method based upon resonance curves for determining the flexural complex modulus of homogeneous plastics and the damping properties of laminated plastics intended for acoustic insulation.
Plastiques — Détermination des propriétés mécaniques dynamiques — Partie 3: Vibration en flexion — Méthode en résonance
La présente partie de l'ISO 6721 prescrit une méthode de vibration en flexion basée sur les courbes de résonance pour la détermination du module complexe en flexion E*fde plastiques homogènes et des propriétés d'amortissement de plastiques stratifiés spécialement destinés à l'isolation acoustique, par exemple des systèmes consistant en une feuille métallique revêtue d'une couche de plastique amortissant ou des systèmes en sandwichs consistant en deux feuilles métalliques avec une couche intermédiaire en plastique; pour beaucoup d'usages, il est utile de déterminer ces propriétés en fonction de la température et de la fréquence.
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INTERNATIONAL
ISO
STANDARD 6721-3
First edition
1994-11-01
Plastics - Determination of dynamic
mechanical properties -
Part 3:
- Resonance-curve method
Flexural Vibration
Plas tiques - Determination des propriktks mkaniques dynamiques -
Partie 3: Vibration en flexion - Methode en ksonance
Reference number
ISO 6721-3:1994(E)
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ISO 6721=3:1994(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. Esch 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.
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.
International Standard ISO 6721-3 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 2, Mechanical properties.
Together with ISO 6721-1, it cancels and replaces ISO 6721:1983, which
has been technically revised.
ISO 6721 consists of the following Parts, under the general title
Plas tics - Determination of dynamic mechanical properties:
- Part 7: General principles
- Part 2: Torsion-pendulum method
- Part 3: Flexural vibra tion - Resonance-curve method
- Part 4: Tensile Vibration - Non-resonance method
- Part 5: Flexural Vibration - Non-resonance method
- Part 6: Shear Vibration - Non-resonance method
- Part 7: Torsional Vibration - Non-resonance me thod
Annexes A and B of this part of ISO 6721 are for information only.
0 ISO 1994
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronrc or mechanical, inciuding photocopyrng and
microfilm, without permission In writing from the publisher.
lnternational Org anization fo r Standa rdization
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Printed in Switzerland
ii
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INTERNATIONAL STANDARD 0 ISO ISO 6721=3:1994(E)
- Determination of dynamic mechanical
Plastics
properties -
Part 3:
- Resonance-curve method
Flexural Vibration
NOTE 1 As stated in ISO 6721-1, frequencies derived
1 Scope
from resonance curves based on deformation-rate ampli-
tude measurements tan be exactly related to dynamic
This part of ISO 6721 specifies a bending-Vibration
properties. For the recommended range of the loss factor
method based upon resonance curves for determining
of this part of the International Standard, i.e. tan 6 < O,l,
the flexural complex modulus J!!?; of homogeneous
resonance curves based upon deformation amplitudes tan
plastics and the damping properties of laminated
also be used. For highly damping materials, see
ISO 6721-1 :1994, annex A.
plastics intended for acoustic insulation, for example
Systems consisting of a metal sheet coated with a
damping plastic layer, or sandwich Systems consisting
4 Principle
of two sheet-metal layers with an intermediate plastic
layer. For many purposes, it is useful to determine
A specimen is submitted to forced bending vibrations
these properties as a function of temperature and
in the frequency range between about 10 Hz and
frequency.
The
1 000 Hz. resonance curve (see
ISO 6721-1:1994, subclause 3.11) is determined and,
from the curve obtained, the flexural storage modulus
2 Normative reference
E ’, (see ISO 6721-1 :1994, subclause 3.2) is calculated
in the range above 0,5 MPa and the loss factor given
The following Standard contains provisions which,
by tan 6 = E ”,IE ’, (see ISO 6721-1 :1994, subclause
through reference in this text, constitute provisions
3.6) is calculated in the range between about 1 O-*
of this part of ISO 6721. At the time of publication, the
and IO-’ (see note 1). The test frequency tan be
edition indicated was valid. All Standards are subject
varied by making measurements at more than one
to revision, and Parties to agreements based on this
vibrational Order. The measurement range for the
part of ISO 6721 are encouraged to investigate the
flexural loss modulus E ”, (see ISO 6721-1 :1994, sub-
possibility of applying the most recent edition of the
clause 3.3) is determined by that of the loss factor and
Standard indicated below. Members of IEC and ISO
by the value of the storage modulus.
maintain registers of currently valid International
Standards.
The mode of oscillation used is designated oscillation
mode Ill (see ISO 6721-1:1994, table 2) and the type
ISO 6721-1 :1994, Plastics - Determination of dy-
of modulus measured is designated Ef (see
namic mechanical properties - Part 1: General prin-
ISO 6721-1:1994, table 3).
ciples.
The test is performed on rectangular bars, either
mounted vertically with the upper end clamped and
the other end free (method A) or suspended horizon-
3 Definitions
tally by fine fibres at vibrational nodes (method B) (see
figure 1). Method A is suitable for testing specimens
See ISO 6721-1:1994, clause 3.
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0 ISO
ISO 6721=3:1994(E)
of most types of plastic, including relatively soft ma- 5.3 Exciter and detector
terials, whereas method B is particularly suitable for
testing rigid (i.e. dimensionally stable) specimens, for The frequency generator shall be capable of exciting
example sheet metal covered by a plastic layer for the specimen with the aid of the electromagnetic
transducer to oscillations within the frequency range
damping purposes.
of 10 Hz to 1 000 Hz with a constant forte amplitude.
The detector shall be capable of measuring the de-
formation or deformation-rate amplitude (see note 1)
5 Test apparatus
of the specimen and the frequency of the oscillation,
thereby permitting the recording of the resonance
5.1 General
curve (see ISO 6721-1:1994, subclause 3.11 and an-
nex A).
The apparatus consists of devices for clamping
(method A) or suspending (method B) the specimen,
The amplitude of the exciter and the sensitivity of the
electronie devices (frequency generator and recording
detector shall not vary with frequency by more than
device) for exciting the specimen to forced bending
0,5 % within the range of a Single-resonance peak, i.e.
Vibration and for measuring the frequency as well as
for any 10 % Variation of the frequency.
the velocity ampiitude of the specimen (see note 1).
For excitation and detection of the vibrations two
A tracking filter shall be used to minimize noise at the
electromagnetic transducers are situated near the
detector. Frequencies shall be measured with a res-
ends of the specimen. The specimen, the clamping
olution of at least 0,l % (see 11.2).
or supporting device and the electromagnetic trans-
Two small, thin steel plates shall be adhesively
ducers are enclosed in a temperature-controlled
bonded at the ends of the specimen to permit the
chamber (see figure 1).
excitation and detection of the vibrations by means
of suitable electromagnetic transducers (see 6.2).
5.2 Clamps or Suspension fibres
If the specimen is clamped at one end, the clamp
5.4 Temperature-controlled enclosure
shall be designed to hold the upper end of the speci-
men securely and tightly [see figure 1 a)]. lt shall be
See ISO 6721-1 :1994, subclause 5.3.
constructed so that no additional damping of the sys-
tem occurs.
tional damping: 5.5 Gas supply
There are two Causes of addi
- Friction between the test specimen and the Supply of air or other suitable inert gas for purging
clamp: This tan be detected by stimulating freely purposes.
decaying oscillations of the relevant vibrational or-
der. As explained in ISO 6721-1 :1994, annex B,
the type of decay is indicative of different types
5.6 Temperature-measurement device
of deviation from linear viscoelastic behaviour.
See ISO 6721-1 :1994, subclause 5.5.
- Vibration of the clamp: The clamp shall be rigidly
mounted on a heavy mass, which acts as a
counterweight to the oscillating test specimen.
5.7 Devices for measuring test specimen
This requires a heavy rigid stand within the
dimensions and density
temperature-controlled chamber (see figure 1).
If the specimen is tested in the horizontal Position, it
See ISO 6721-1:1994, subclause 5.6.
shall be supported by two fine fibres at vibrational
The balance used for measuring the mass of the
nodes (see 9.3.2).
specimen shall be capable of weighing to 1 mg.
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ISO 6721=3:1994(E)
il
Clamp
To amplifier
Temperature-controlled
-enclosure
From frequencygenerator
a) Method A
Temperature-controlled
enclosure
Vibrationalnodes
From frequencygenerator To amplifier
b) Method B
- Schematic diagrams of test apparatus for methods A and B
Figure 1
3
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0 ISO
ISO 672%3:1994(E)
plastic material on steel sheet, the plastic may be ap-
6 Test specimens
plied to the metal by spraying, as a mastic or as an
adhesively bonded sheet.
See ISO 6721-1 :1994, clause 6.
7 Number
6.1 Shape and dimensions
See ISO 6721-1:1994, clause 7.
Spetimens shall be rectangular bars or Strips thick
enough to give sufficient bending stiffness, which is
critical for the resonance frequency. On the other
8 Conditioning
hand, the thickness shall be sufficiently small when
compared to the wavelength of the bending Vibration. See ISO 6721-1 :1994, clause 8.
The specimen thickness shall also be limited to avoid
effects due to shear deformation and rotatory inertia
9 Procedure
if accurate values of E’ are required. Length-to-
thickness ratios of less than 50 shall be avoided if
9.1 Test atmosphere
values of E’ are required to be accurate to within
+ 5 %, from measurements up to the sixth Order of
-
See ISO 6721-1:1994, subclause 9.1.
homogeneous, isotropic specimens.
The thickness of the layers of a multilayer System will
9.2 Measurement of specimen Cross-section
depend on the purpose for which the System was
and density
designed. When comparing various Systems by the
bending-Vibration test, the preferred ratio of the mass
See ISO 6721-1 :1994, subclause 9.2.
of the plastic layer to the mass of the basic sheet
material is 1:5. Determine the density of the specimen (i.e. the mass
of the free length per unit volume) to + 0,5 %.
-
The width of the specimens shall be less than one-
half of the wavelength used in Order to avoid lateral
9.3 Mounting the test specimens and
resonance vibrations. A width of 10 mm should be
adjustment of the tranducers
suitable in most cases.
The length of the specimens depends on the desired 9.3.1 Method A
frequency. For specimens clamped at one end, the
Clamp the specimen so that the
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
6721-3
Première édition
1994-I I-OI
Plastiques - Détermination des propriétés
mécaniques dynamiques -
Partie 3:
Vibration en flexion - Méthode en résonance
- Determination of dynamic mechanical properties -
P/as tics
Part 3: Flexural vibration - Resonance-cuve method
Numéro de référence
ISO 6721-3:1994(F)
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ISO 6721=3:1994(F)
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 en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 6721-3 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 2, Propriétés mécaniques.
Conjointement avec I’ISO 6721-1, elle annule et remplace
I’ISO 6721:1983, laquelle a fait l’objet d’une révision technique.
L’ISO 6721 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral P/as tiques - Dé termina tion des proprié tés mécaniques
dynamiques:
- Partie 1: Principes généraux
- Partie 2: Méthode au pendule de torsion
- Partie 3: Vibration en flexion - Méthode en résonance
- Partie 4: Vibration en traction - Méthode hors résonance
- Partie 5: Vibration en flexion - Méthode hors résonance
- Partie 6: Vibration en cisaillement - Méthode hors résonance
- Partie 7: Vibration en torsion - Méthode hors résonance
Les annexes A et B de la présente partie de I’ISO 6721 sont données
uniquement à titre d’information.
0 ISO 1994
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 6721=3:1994(F)
- Détermination des propriétés
Plastiques
mécaniques dynamiques -
Partie 3:
Vibration en flexion - Méthode en résonance
3 Définitions
1 Domaine d’application
Voir ISO 6721-1 :1994, article 3.
La présente partie de I’ISO 6721 prescrit une mé-
thode de vibration en flexion basée sur les courbes
NOTE 1 Comme indiqué dans I’ISO 6721-1, les fré-
de résonance pour la détermination du module com-
quences découlant des courbes de résonance basées sur
plexe en flexion E; de plastiques homogènes et des
les mesurages d’amplitude de taux de déformation peuvent
propriétés d’amortissement de plastiques stratifiés
être reliées de façon exacte aux propriétés dynamiques.
spécialement destinés à l’isolation acoustique, par
Pour le domaine recommandé du facteur de perte de la
exemple des systèmes consistant en une feuille mé-
présente partie de I’ISO 6721, c’est-à-dire tan d < O,l, les
tallique revêtue d’une couche de plastique amortis-
courbes de résonance basées sur les amplitudes de la dé-
sant ou des systèmes en sandwichs consistant en formation peuvent également être utilisées. Pour les maté-
riaux à amortissement élevé, voir ISO 6721-1 :1994, annexe
deux feuilles métalliques avec une couche intermé-
A.
diaire en plastique; pour beaucoup d’usages, il est
utile de déterminer ces propriétés en fonction de la
température et de la fréquence.
4 Principe
Une éprouvette est soumise à des vibrations en
flexion forcées dans un domaine de fréquence d’en-
2 Référence normative
viron 10 Hz à 1 000 Hz. Le module de conservation
E’, (voir ISO 6721-1 :1994, paragraphe 3.2) est calculé
La norme suivante contient des dispositions qui, par
à partir de la courbe de résonance (voir
suite de la référence qui en est faite, constituent des
ISO 6721-1 :1994, paragraphe 3.111, déterminée par
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO cet essai dans le domaine supérieur à 0,5 MPa ainsi
6721. Au moment de la publication, l’édition indiquée que le facteur de perte tan d = E”,/E’, (voir
était en vigueur. Toute norme est sujette à révision
ISO 6721-1:1994, paragraphe 3.6) dans le domaine
et les parties prenantes des accords fondés sur la
recommandé d’environ 1 O-* à 1 O- ’ (voir note 1). La
présente partie de I’ISO 6721 sont invitées à recher-
fréquence d’essai peut être modifiée et être mesurée
cher la possibilité d’appliquer l’édition la plus récente
à plus d’un mode de vibration. Le domaine de mesu-
de la norme indiquée ci-après. Les membres de la CEI rage pour le module de perte E”, (voir
et de I’ISO possèdent le registre des Normes inter- ISO 6721-1 :1994, paragraphe 3.3) résulte de celui du
nationales en vigueur à un moment donné. facteur de perte et de la valeur du module de
conservation.
ISO 6721-l :1994, Plastiques - Détermination des
Le mode d’oscillation utilisé est désigné par III dans
propriétés mécaniques dynamiques - Partie 1: Prin-
I’ISO 6721-l :1994, tableau 2, et le type de module
cipes généraux.
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ISO 6721=3:1994(F) 0 ISO
- Vibration de la bride: la bride doit être montée
comprenant le mode de déformation par Ef dans
d’une façon rigide sur une masse lourde, agissant
I’ISO 6721-I :1994, tableau 3.
comme un contrepoids par rapport à l’éprouvette
L’essai est réalisé à l’aide de barres rectangulaires,
oscillante. Cela requiert un support lourd et rigide
soit positionnées verticalement, avec l’extrémité su-
dans l’enceinte thermostatée (voir figure 1).
périeure bridée et l’extrémité inférieure libre (mé-
Lorsque l’éprouvette est essayée dans la position ho-
thode A), soit supportées horizontalement, à l’aide de
rizontale, elle doit être supportée à l’aide de fibres fi-
fils, aux noeuds de vibrations (méthode B, voir
figure 1). La méthode A convient pour l’essai nes aux nœuds de vibration (voir 9.3.2).
d’éprouvettes réalisées dans la plupart des plastiques,
y compris des matériaux relativement mous, alors que
5.3 Dispositif d’excitation et détecteur
la méthode B peut surtout être utilisée pour l’essai
d’éprouvettes rigides dimensionnellement stables, par Le générateur de fréquence doit être capable d’exci-
exemple feuille métallique recouverte d’une couche ter l’éprouvette à l’aide d’un transducteur électroma-
de plastique pour des besoins d’amortissement.
gnétique à des oscillations dans le domaine de
fréquence de 10 Hz à 1 000 Hz avec une force à am-
plitude constante.
5 Appareillage
Le détecteur doit être capable de mesurer l’amplitude
5.1 Généralités
de déformation ou de taux de déformation (voir
note 1) de l’éprouvette et la fréquence d’oscillation
L’appareillage consiste en des dispositifs de bridage
pour permettre d’enregistrer la courbe de résonance
(méthode A) ou de support (méthode B) de I’éprou-
(voir ISO 6721-1:1994, paragraphe 3.11 et annexe A).
vette, des dispositifs électroniques (générateur de
et enregistreur) pour l’excitation de L’amplitude du dispositif d’excitation et la sensibilité
fréquence
du détecteur ne doivent pas varier de plus de 0,5 %
l’éprouvette à des vibrations en flexion forcées et
avec la fréquence dans le domaine d’un pic de réso-
pour le mesurage de la fréquence, ainsi que de I’am-
nance unique, c’est-à-dire pour une variation de 10 %
plitude de la vitesse de l’éprouvette (voir note 1). Pour
l’excitation et la détection des vibrations, deux trans- de la fréquence.
ducteurs électromagnétiques sont placés à proximité
II faut utiliser un filtre correctif pour minimiser le bruit
des extrémités de l’éprouvette. L’éprouvette, le dis-
du fond du détecteur. Les fréquences doivent être
positif de bridage ou de support et les transducteurs
mesurées avec une résolution d’au moins 0,l % (voir
électromagnétiques sont placés dans une enceinte
11.2).
thermostatée (voir figure 1).
Deux petites plaques minces en acier doivent être
5.2 Brides et supports
collées aux extrémités de l’éprouvette afin de per-
mettre l’excitation et la détection des vibrations au
Lorsque l’éprouvette est bridée à l’une des extrémi-
moyen de transducteurs électromagnétiques conve-
tés, la bride doit être conçue de façon à tenir la partie
nables (voir 6.2).
supérieure de l’éprouvette fortement et avec sécurité
[voir figure 1 a)] et à ne pas produire d’amortissement
5.4 Enceinte thermostatée
supplémentaire du système.
Voir ISO 6721-1 :1994, paragraphe 5.3.
II deux causes pouva nt conduire à un amortis-
Ya
emen t sup plémentaire:
5.5 Fourniture de gaz
- Frottement entre l’éprouvette et le dispositif de
De l’air ou un gaz inerte approprié doit être utilisé pour
bridage: cela peut être mis en évidence par sti-
les besoins de purge.
mulation d’oscillations à amortissement libre au
mode de vibration concerné. Comme ceci est ex-
pliqué dans I’ISO 6721-1:1994, annexe B, le type 5.6 Dispositif pour le mesurage de la
d’amortissement est indicatif pour les différents
température
types de déviations du comportement visco-
élastique linéaire. Voir ISO 6721-l :l994, paragraphe 5.5.
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ISO 6721=3:1994(F)
Vers l’amplificateur
Detecteur
Enceinte th termostatee
Eprouvette
Dug&Wateurdefrequence
- Dispositif d’exitation
a) Methode A
Enceinte thermostatee
Noeuds de vibration
d’exitation
------ _------------------
Dugenérateurdefrequence
Vers l’amplificateur
b) Methode B
Figure 1
- Schémas de l’appareillage pour les méthodes A et B
3
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 6721=3:1994(F)
De petites plaques minces en acier suffisamment Ié-
5.7 Dispositifs pour le mesurage des
gères doivent être collées sur les éprouvettes, à une
dimensions et de la masse volumique des
distance proche de leurs extrémités pour permettre
éprouvettes
l’excitation et la détection des vibrations à l’aide de
transducteurs électromagnétiques. Pour éviter des
Voir KO 6721-I : 1994, paragraphe 5.6.
erreurs sur E’ supérieures à 4 %, le rapport de la
masse additionnelle à la masse de l’éprouvette ne doit
La balance utilisée pour le mesurage de la masse de
pas dépasser 1 %. Pour éviter une rigidité addition-
l’éprouvette doit être précise à 1 mg.
nelle causée par les plaques en acier, celles-ci ne
doivent pas s’étendre le long de l’éprouvette de plus
de 2 % de sa longueur. La distance entre les plaques
6 Éprouvettes
d’acier doit être assez grande pour éviter toute inter-
action entre l’excitateur et le détecteur.
Voir ISO 6721-I :1994, article 6.
Les éprouvettes multicouches doivent être réalisées
selon l’épaisseur et les techniques de production uti-
lisées pour l’usage final projeté, par exemple pour un
6.1 Forme et dimensions
matériau plastique sur une feuille d’acier, le plastique
Les éprouvettes doivent être sous forme de barres peut être appliqué sur le métal par pulvérisation,
rectangulaires ou de bandes; l’éprouvette doit avoir comme un mastic ou comme une couche liée par
une épaisseur minimale pour produire une rigidité en adhésion.
flexion suffisante, laquelle est critique pour la fré-
quence de résonance. D’autre part, l’épaisseur doit
7 Nombre d’éprouvettes
être suffisamment petite par rapport à la longueur
d’onde de la vibration en flexion. L’épaisseur de
Voir ISO 6721-l :1994, article 7.
l’éprouvette doit également être limitée pour éviter
les influences de la déformation en cisaillement et de
l’inertie en rotation si des valeurs précises de E’ sont 8 Conditionnement
requises. Des rapports de la longueur à l’épaisseur
Voir ISO 6721-1 :1994, article 8.
inférieurs à 50 ne conviennent pas si des valeurs de
E’ précises à + 5 % sont requises pour des mesu-
rages jusqu’au sizième ordre d’éprouvettes isotropes
9 Mode opératoire
homogènes.
L’épaisseur des couches d’u
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
6721-3
Première édition
1994-I I-OI
Plastiques - Détermination des propriétés
mécaniques dynamiques -
Partie 3:
Vibration en flexion - Méthode en résonance
- Determination of dynamic mechanical properties -
P/as tics
Part 3: Flexural vibration - Resonance-cuve method
Numéro de référence
ISO 6721-3:1994(F)
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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 en général confiée aux
comités techniques de I’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 gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
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 co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 6721-3 a été élaborée par le comité techni-
que lSO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 2, Propriétés mécaniques.
Conjointement avec I’ISO 6721-1, elle annule et remplace
I’ISO 6721:1983, laquelle a fait l’objet d’une révision technique.
L’ISO 6721 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral P/as tiques - Dé termina tion des proprié tés mécaniques
dynamiques:
- Partie 1: Principes généraux
- Partie 2: Méthode au pendule de torsion
- Partie 3: Vibration en flexion - Méthode en résonance
- Partie 4: Vibration en traction - Méthode hors résonance
- Partie 5: Vibration en flexion - Méthode hors résonance
- Partie 6: Vibration en cisaillement - Méthode hors résonance
- Partie 7: Vibration en torsion - Méthode hors résonance
Les annexes A et B de la présente partie de I’ISO 6721 sont données
uniquement à titre d’information.
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Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
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- Détermination des propriétés
Plastiques
mécaniques dynamiques -
Partie 3:
Vibration en flexion - Méthode en résonance
3 Définitions
1 Domaine d’application
Voir ISO 6721-1 :1994, article 3.
La présente partie de I’ISO 6721 prescrit une mé-
thode de vibration en flexion basée sur les courbes
NOTE 1 Comme indiqué dans I’ISO 6721-1, les fré-
de résonance pour la détermination du module com-
quences découlant des courbes de résonance basées sur
plexe en flexion E; de plastiques homogènes et des
les mesurages d’amplitude de taux de déformation peuvent
propriétés d’amortissement de plastiques stratifiés
être reliées de façon exacte aux propriétés dynamiques.
spécialement destinés à l’isolation acoustique, par
Pour le domaine recommandé du facteur de perte de la
exemple des systèmes consistant en une feuille mé-
présente partie de I’ISO 6721, c’est-à-dire tan d < O,l, les
tallique revêtue d’une couche de plastique amortis-
courbes de résonance basées sur les amplitudes de la dé-
sant ou des systèmes en sandwichs consistant en formation peuvent également être utilisées. Pour les maté-
riaux à amortissement élevé, voir ISO 6721-1 :1994, annexe
deux feuilles métalliques avec une couche intermé-
A.
diaire en plastique; pour beaucoup d’usages, il est
utile de déterminer ces propriétés en fonction de la
température et de la fréquence.
4 Principe
Une éprouvette est soumise à des vibrations en
flexion forcées dans un domaine de fréquence d’en-
2 Référence normative
viron 10 Hz à 1 000 Hz. Le module de conservation
E’, (voir ISO 6721-1 :1994, paragraphe 3.2) est calculé
La norme suivante contient des dispositions qui, par
à partir de la courbe de résonance (voir
suite de la référence qui en est faite, constituent des
ISO 6721-1 :1994, paragraphe 3.111, déterminée par
dispositions valables pour la présente partie de I’ISO cet essai dans le domaine supérieur à 0,5 MPa ainsi
6721. Au moment de la publication, l’édition indiquée que le facteur de perte tan d = E”,/E’, (voir
était en vigueur. Toute norme est sujette à révision
ISO 6721-1:1994, paragraphe 3.6) dans le domaine
et les parties prenantes des accords fondés sur la
recommandé d’environ 1 O-* à 1 O- ’ (voir note 1). La
présente partie de I’ISO 6721 sont invitées à recher-
fréquence d’essai peut être modifiée et être mesurée
cher la possibilité d’appliquer l’édition la plus récente
à plus d’un mode de vibration. Le domaine de mesu-
de la norme indiquée ci-après. Les membres de la CEI rage pour le module de perte E”, (voir
et de I’ISO possèdent le registre des Normes inter- ISO 6721-1 :1994, paragraphe 3.3) résulte de celui du
nationales en vigueur à un moment donné. facteur de perte et de la valeur du module de
conservation.
ISO 6721-l :1994, Plastiques - Détermination des
Le mode d’oscillation utilisé est désigné par III dans
propriétés mécaniques dynamiques - Partie 1: Prin-
I’ISO 6721-l :1994, tableau 2, et le type de module
cipes généraux.
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ISO 6721=3:1994(F) 0 ISO
- Vibration de la bride: la bride doit être montée
comprenant le mode de déformation par Ef dans
d’une façon rigide sur une masse lourde, agissant
I’ISO 6721-I :1994, tableau 3.
comme un contrepoids par rapport à l’éprouvette
L’essai est réalisé à l’aide de barres rectangulaires,
oscillante. Cela requiert un support lourd et rigide
soit positionnées verticalement, avec l’extrémité su-
dans l’enceinte thermostatée (voir figure 1).
périeure bridée et l’extrémité inférieure libre (mé-
Lorsque l’éprouvette est essayée dans la position ho-
thode A), soit supportées horizontalement, à l’aide de
rizontale, elle doit être supportée à l’aide de fibres fi-
fils, aux noeuds de vibrations (méthode B, voir
figure 1). La méthode A convient pour l’essai nes aux nœuds de vibration (voir 9.3.2).
d’éprouvettes réalisées dans la plupart des plastiques,
y compris des matériaux relativement mous, alors que
5.3 Dispositif d’excitation et détecteur
la méthode B peut surtout être utilisée pour l’essai
d’éprouvettes rigides dimensionnellement stables, par Le générateur de fréquence doit être capable d’exci-
exemple feuille métallique recouverte d’une couche ter l’éprouvette à l’aide d’un transducteur électroma-
de plastique pour des besoins d’amortissement.
gnétique à des oscillations dans le domaine de
fréquence de 10 Hz à 1 000 Hz avec une force à am-
plitude constante.
5 Appareillage
Le détecteur doit être capable de mesurer l’amplitude
5.1 Généralités
de déformation ou de taux de déformation (voir
note 1) de l’éprouvette et la fréquence d’oscillation
L’appareillage consiste en des dispositifs de bridage
pour permettre d’enregistrer la courbe de résonance
(méthode A) ou de support (méthode B) de I’éprou-
(voir ISO 6721-1:1994, paragraphe 3.11 et annexe A).
vette, des dispositifs électroniques (générateur de
et enregistreur) pour l’excitation de L’amplitude du dispositif d’excitation et la sensibilité
fréquence
du détecteur ne doivent pas varier de plus de 0,5 %
l’éprouvette à des vibrations en flexion forcées et
avec la fréquence dans le domaine d’un pic de réso-
pour le mesurage de la fréquence, ainsi que de I’am-
nance unique, c’est-à-dire pour une variation de 10 %
plitude de la vitesse de l’éprouvette (voir note 1). Pour
l’excitation et la détection des vibrations, deux trans- de la fréquence.
ducteurs électromagnétiques sont placés à proximité
II faut utiliser un filtre correctif pour minimiser le bruit
des extrémités de l’éprouvette. L’éprouvette, le dis-
du fond du détecteur. Les fréquences doivent être
positif de bridage ou de support et les transducteurs
mesurées avec une résolution d’au moins 0,l % (voir
électromagnétiques sont placés dans une enceinte
11.2).
thermostatée (voir figure 1).
Deux petites plaques minces en acier doivent être
5.2 Brides et supports
collées aux extrémités de l’éprouvette afin de per-
mettre l’excitation et la détection des vibrations au
Lorsque l’éprouvette est bridée à l’une des extrémi-
moyen de transducteurs électromagnétiques conve-
tés, la bride doit être conçue de façon à tenir la partie
nables (voir 6.2).
supérieure de l’éprouvette fortement et avec sécurité
[voir figure 1 a)] et à ne pas produire d’amortissement
5.4 Enceinte thermostatée
supplémentaire du système.
Voir ISO 6721-1 :1994, paragraphe 5.3.
II deux causes pouva nt conduire à un amortis-
Ya
emen t sup plémentaire:
5.5 Fourniture de gaz
- Frottement entre l’éprouvette et le dispositif de
De l’air ou un gaz inerte approprié doit être utilisé pour
bridage: cela peut être mis en évidence par sti-
les besoins de purge.
mulation d’oscillations à amortissement libre au
mode de vibration concerné. Comme ceci est ex-
pliqué dans I’ISO 6721-1:1994, annexe B, le type 5.6 Dispositif pour le mesurage de la
d’amortissement est indicatif pour les différents
température
types de déviations du comportement visco-
élastique linéaire. Voir ISO 6721-l :l994, paragraphe 5.5.
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ISO 6721=3:1994(F)
Vers l’amplificateur
Detecteur
Enceinte th termostatee
Eprouvette
Dug&Wateurdefrequence
- Dispositif d’exitation
a) Methode A
Enceinte thermostatee
Noeuds de vibration
d’exitation
------ _------------------
Dugenérateurdefrequence
Vers l’amplificateur
b) Methode B
Figure 1
- Schémas de l’appareillage pour les méthodes A et B
3
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ISO 6721=3:1994(F)
De petites plaques minces en acier suffisamment Ié-
5.7 Dispositifs pour le mesurage des
gères doivent être collées sur les éprouvettes, à une
dimensions et de la masse volumique des
distance proche de leurs extrémités pour permettre
éprouvettes
l’excitation et la détection des vibrations à l’aide de
transducteurs électromagnétiques. Pour éviter des
Voir KO 6721-I : 1994, paragraphe 5.6.
erreurs sur E’ supérieures à 4 %, le rapport de la
masse additionnelle à la masse de l’éprouvette ne doit
La balance utilisée pour le mesurage de la masse de
pas dépasser 1 %. Pour éviter une rigidité addition-
l’éprouvette doit être précise à 1 mg.
nelle causée par les plaques en acier, celles-ci ne
doivent pas s’étendre le long de l’éprouvette de plus
de 2 % de sa longueur. La distance entre les plaques
6 Éprouvettes
d’acier doit être assez grande pour éviter toute inter-
action entre l’excitateur et le détecteur.
Voir ISO 6721-I :1994, article 6.
Les éprouvettes multicouches doivent être réalisées
selon l’épaisseur et les techniques de production uti-
lisées pour l’usage final projeté, par exemple pour un
6.1 Forme et dimensions
matériau plastique sur une feuille d’acier, le plastique
Les éprouvettes doivent être sous forme de barres peut être appliqué sur le métal par pulvérisation,
rectangulaires ou de bandes; l’éprouvette doit avoir comme un mastic ou comme une couche liée par
une épaisseur minimale pour produire une rigidité en adhésion.
flexion suffisante, laquelle est critique pour la fré-
quence de résonance. D’autre part, l’épaisseur doit
7 Nombre d’éprouvettes
être suffisamment petite par rapport à la longueur
d’onde de la vibration en flexion. L’épaisseur de
Voir ISO 6721-l :1994, article 7.
l’éprouvette doit également être limitée pour éviter
les influences de la déformation en cisaillement et de
l’inertie en rotation si des valeurs précises de E’ sont 8 Conditionnement
requises. Des rapports de la longueur à l’épaisseur
Voir ISO 6721-1 :1994, article 8.
inférieurs à 50 ne conviennent pas si des valeurs de
E’ précises à + 5 % sont requises pour des mesu-
rages jusqu’au sizième ordre d’éprouvettes isotropes
9 Mode opératoire
homogènes.
L’épaisseur des couches d’u
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.