ISO 13802:2015
(Main)Plastics — Verification of pendulum impact-testing machines — Charpy, Izod and tensile impact-testing
Plastics — Verification of pendulum impact-testing machines — Charpy, Izod and tensile impact-testing
ISO 13802:2015 specifies frequency and methods for the verification of pendulum impact-testing machines used for the Charpy impact test, Izod impact test, and tensile impact test described in ISO 179‑1, ISO 180, and ISO 8256, respectively. Verification of instrumented impact machines is covered insofar as the geometrical and physical properties of instrumented machines are identical to non instrumented machines. The force/work verification of instrumented machines is not covered in this International Standard.
Plastiques — Vérification des machines d'essai de choc pendulaire — Essais de choc Charpy, Izod et de choc-traction
ISO 13802:2015 spécifie la fréquence et les méthodes permettant la vérification des machines d'essai de choc pendulaire utilisées lors des essais de choc Charpy, des essais de choc Izod et des essais de choc-traction décrits dans l'ISO 179‑1, l'ISO 180 et l'ISO 8256, respectivement. La vérification des machines d'essai de choc instrumentées est couverte dans la mesure où les propriétés géométriques et physiques des machines instrumentées sont identiques aux machines non instrumentées. La vérification force/travail des machines instrumentées n'est pas couverte dans la présente Norme internationale.
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13802
Second edition
2015-06-01
Corrected version
2016-04-01
Plastics — Verification of pendulum
impact-testing machines — Charpy,
Izod and tensile impact-testing
Plastiques — Vérification des machines d’essai de choc pendulaire —
Essais de choc Charpy, Izod et de choc-traction
Reference number
ISO 13802:2015(E)
©
ISO 2015
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ISO 13802:2015(E)
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www.iso.org
ii © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 13802:2015(E)
Contents Page
Foreword .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Measurement instruments . 4
5 Description of a pendulum impact-testing machine . 4
5.1 Types of pendulum impact-testing machines . 4
5.2 Testing machine components . 4
5.2.1 Machine frame — The base of the machine and the structure supporting
the pendulum . 4
5.2.2 Pendulum . 4
5.2.3 Test specimen anvils, supports, clamps and/or holders . 5
5.2.4 Indicating equipment for absorbed energy (e.g. scale and friction pointer
or electronic readout device) . 5
6 Procedure for verification and inspection of a pendulum impact-testing machine .5
6.1 Certification of machine design and manufacturer . 5
6.2 Field verification of the machine frame shall consist of determining the following
items (see Table 4) . 6
6.2.1 Installation . 6
6.2.2 Levelness . 6
6.2.3 Axial play of the pendulum bearings . 6
6.2.4 Radial play of the pendulum bearings . 6
6.2.5 Mechanism for holding and releasing the pendulum . 6
6.2.6 Free hanging position . 6
6.2.7 Contact between specimen and striking edge (Izod/Charpy) . 6
6.2.8 Potential energy, E .7
6.2.9 Pendulum length, L .
P 8
6.2.10 Impact length, L .
Ι 9
6.2.11 Velocity of the pendulum at instant of impact, v , . 9
Ι
6.3 Charpy testing machines .10
6.4 Izod testing machines .11
6.4.1 Line of contact of the striker .11
6.4.4 Location of specimen and striker .12
6.4.5 Vice faces .12
6.5 Tensile impact testing machines (see ISO 8256) .12
6.5.1 Specimen clamps for tensile impact test machines .12
6.5.2 Clamps for tensile impact testing .13
6.5.3 Alignment .13
6.5.4 Mass of crosshead .13
6.6 Energy indicating system .13
6.6.1 Types of scale .13
6.6.2 Verification of analogue indicating equipment shall consist of the
following examinations .14
6.6.3 Error in the indicated absorbed energy, W on analogue indicating systems .14
i,
6.6.4 Verification of digital indicating equipment shall ensure that the following
requirements are met .14
6.7 Losses due to friction .15
6.7.1 Types of loss.15
6.7.2 Determination of the loss due to friction in the pointer .15
6.7.3 Determination of losses due to air resistance and friction in the
pendulum bearings .15
6.7.4 Calculation of the total energy lost due to friction .15
© ISO 2015 – All rights reserved iii
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ISO 13802:2015(E)
6.7.5 Maximum permissible losses due to friction.16
7 Frequency of verification .17
8 Verification report .18
Annex A (normative) Design requirements for Charpy machines .19
Annex B (normative) Design requirements for Izod machines .21
Annex C (normative) Design requirements for tensile impact machines .23
Annex D (informative) Ratio of frame mass to pendulum mass .26
Annex E (informative) Deceleration of pendulum during impact .29
Annex F (informative) Gauge plate for verification of Charpy impact pendulums .31
iv © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 13802:2015(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.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity
assessment, as well as information about ISO’s adherence to the WTO principles in the Technical
Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 2, Mechanical
properties.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 13802:1999), which has been technically
revised. It also incorporates the Technical Corrigendum ISO 13802:1999/Cor.1:2000.
This corrected version of ISO 13802:2015 incorporates the following correction:
— in Table 4, the pendulum length, L , in m, has been changed from “0,225 to 0,390” to “0,221 to 0,417”.
P
© ISO 2015 – All rights reserved v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 13802:2015(E)
Plastics — Verification of pendulum impact-testing
machines — Charpy, Izod and tensile impact-testing
1 Scope
This International Standard specifies frequency and methods for the verification of pendulum impact-
testing machines used for the Charpy impact test, Izod impact test, and tensile impact test described
in ISO 179-1, ISO 180, and ISO 8256, respectively. Verification of instrumented impact machines is
covered insofar as the geometrical and physical properties of instrumented machines are identical to
non instrumented machines. The force/work verification of instrumented machines is not covered in
this International Standard.
This International Standard is applicable to pendulum-type impact-testing machines, of different
capacities and/or designs, with the geometrical and physical properties defined in Clause 5.
Methods are described for verification of the geometrical and physical properties of the different
parts of the test machine. The verification of some geometrical properties is difficult to perform on the
assembled instrument. It is, therefore, assumed that the manufacturer is responsible for the verification
of such properties and for providing reference planes on the instrument that enable proper verification
in accordance with this International Standard.
These methods are for use when the machine is being installed, has been repaired, has been moved, or
is undergoing periodic checking.
A pendulum impact-testing machine verified in accordance with this International Standard, and
assessed as satisfactory, is considered suitable for impact testing with unnotched and notched test
specimens of different types.
Annex A details design requirements for Charpy testing machines.
Annex B details design requirements for Izod testing machines.
Annex C details design requirements for tensile impact machines.
Annex D explains how to calculate the ratio of frame mass to pendulum mass required to avoid errors
in the impact energy.
Annex E explains deceleration of pendulum during impact.
Annex F details design requirements for one type of gauge used to verify striker and anvil/support
alignment for Charpy testing machine.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 179-1, Plastics — Determination of Charpy impact properties — Part 1: Non-instrumented impact test
ISO 179-2, Plastics — Determination of Charpy impact properties — Part 2: Instrumented impact test
ISO 180, Plastics — Determination of Izod impact strength
ISO 8256, Plastics — Determination of tensile-impact strength
© ISO 2015 – All rights reserved 1
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ISO 13802:2015(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
verification
proof, with the use of calibrated standards or standard reference materials, that the calibration of an
instrument is acceptable
3.2
calibration
set of operations that establish, under specified conditions, the relationship between values indicated
by a measuring instrument or measuring system and values corresponding to appropriate standards or
known values derived from standards
3.3
period of oscillation of the pendulum
Τ
P
period, expressed in seconds, s, of a single complete oscillation of the pendulum, oscillating at angles of
oscillation of less than 5°, on average, to each side of the vertical
3.4
centre of percussion
point on a pendulum at which a perpendicular impact in the plane of swing does not cause reaction
forces at the axis of rotation of the pendulum
3.5
pendulum length
L
P
distance, expressed in metres, between the axis of rotation of the pendulum and the centre of percussion
(3.4) and it is the distance from the axis of rotation where the mass of a pendulum would have to be
concentrated to have the same period of swing, Τ , as the actual pendulum
P
3.6
gravity length
Lm
distance, expressed in metres, between the axis of rotation of the pendulum and the centre of gravity of
the pendulum
3.7
gyration length
L
G
distance, expressed in metres, between the axis of rotation of the pendulum and the point at which the
pendulum mass, m , would have to be concentrated to give the same moment of inertia as the pendulum
P
3.8
impact length
L
Ι
distance, expressed in metres, between the axis of the rotation of the pendulum and the point of impact
of the striking edge at the centre of the specimen face
3.9
release angle
α
0
angle, expressed in degrees, relative to the vertical, from which the pendulum is released
Note 1 to entry: Usually, the test specimen is impacted at the lowest point of the pendulum swing (α = 0°). In this
0
case, the release angle will also be the angle of fall [see Figure 1b)].
2 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 13802:2015(E)
3.10
impact velocity
v
Ι
velocity, expressed in metres per second, of the pendulum at the moment of impact
3.11
potential energy
E
potential energy, expressed in joules, of the pendulum in its starting position, relative to its position
at impact
3.12
impact energy
W
energy, expressed in joules, required to deform, break, and push away the test specimen
3.13
frame
part of the machine carrying the pendulum bearings, the supports, the vice and/or clamps, the
measurement instruments, and the mechanism for holding and releasing the pendulum
Note 1 to entry: The mass of the frame, m , is expressed in kilograms.
F
3.14
base
part of the framework of the machine located below the horizontal plane of the supports
3.15
anvil
portion of the machine that serves to properly position the test piece for impact, with respect to the
striker and the test piece supports, and supports the test piece under the force of the strike
3.16
test specimen supports
portion of the machine that serves to properly position the test specimen for impact, with respect to the
centre of percussion of the pendulum, the striker, and the anvils
3.17
striker
portion of the pendulum that contacts the test piece
3.18
period of oscillation of the frame
T
F
period, expressed in seconds, of the freely decaying, horizontal oscillation of the frame and it
characterizes the oscillation of the frame vibrating against the stiffness of the (resilient) mounting, e.g.
a test bench and/or its foundation (which may include damping material for instance) (see Annex D)
3.19
mass of the pendulum
m
P,max
mass, expressed in kilograms, of the heaviest pendulum used
3.20
Izod/Charpy impact reference specimen
specimen made from stainless steel 80 mm ± 0,05 mm in length and of rectangular section,
10 mm ± 0,02 mm in height, and 10 mm ± 0,02 mm in width
© ISO 2015 – All rights reserved 3
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ISO 13802:2015(E)
3.21
half-height Charpy impact reference specimen
specimen made from stainless steel 80 mm ± 0,05 mm in length and of rectangular section,
5 mm ± 0,02 mm in height, and 10 mm ± 0,02 mm in width
3.22
tensile impact reference specimen
specimen made from stainless steel 80 mm ± 0,05 mm in length and of rectangular section,
10 mm ± 0,02 mm in height, and 4 mm ± 0,02 mm in width
4 Measurement instruments
The verification methods described in this International Standard call for the use of straight edges,
vernier calipers, set squares, levels and dynamometers, load cells or scales, and timing devices to
check if the geometrical and physical properties of the components of the test machine conform to the
requirements given in this International Standard.
These measurement instruments shall be accurate enough to measure the parameters within the
tolerance limits given in Clause 6 (Table 4).
5 Description of a pendulum impact-testing machine
5.1 Types of pendulum impact-testing machines
Three different types of test machines are covered by this International Standard. Annex A contains
details of construction and performance of a machine configured for Charpy testing. Figure A.1 shows
a typical example of a Charpy test machine. Important values to be verified are listed in Table A.1. Test
conditions are found in ISO 179.
Annex B contains details of construction and performance of a machine configured for Izod testing.
Figure B.1 shows a typical example of an Izod test machine. Important values to be verified are listed in
Table B.1. Test conditions are found in ISO 180.
Annex C contains details of construction and performance of a machine configured for tensile impact
testing. Figures C.1 and C.2 show typical examples of tensile impact-testing machines. Important values
to be verified are listed in Table C.1. Test conditions are found in ISO 8256.
5.2 Testing machine components
A pendulum impact testing machine consists of the following parts:
5.2.1 Machine frame — The base of the machine and the structure supporting the pendulum
5.2.1.1 Bearings.
5.2.1.2 Mechanism for holding and releasing the pendulum.
5.2.1.3 Base.
5.2.2 Pendulum
5.2.2.1 Pendulum rod or compound (bifurcated) design.
5.2.2.2 Striker, with striking edge for Charpy or Izod impact tests or with striking surfaces or clamps
for tensile impact testing (see ISO 8256, test methods A and B respectively).
4 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 13802:2015(E)
5.2.2.3 Add-on weights (optional), for increasing potential energy capacity of pendulum.
NOTE There are several pendulum designs available, and they are acceptable if they meet the requirements
of this International Standard.
5.2.3 Test specimen anvils, supports, clamps and/or holders
5.2.3.1 Anvils and test specimen supports, for Charpy impact testing.
The Charpy test supports and anvils shall be located one on each side of the plane of swing of the
pendulum. The anvils shall be installed perpendicular to the supports and normal to the plane of swing
of the pendulum. Essentially, the specimen rests on the supports and the anvil takes the reaction from
the impact on the specimen.
NOTE Recesses in the supports to accommodate flash on specimens are permitted.
5.2.3.2 Vice, for Izod impact testing.
5.2.3.3 Clamps or stops, for tensile impact testing (see ISO 8256, methods A and B).
5.2.3.4 Crossheads, for tensile impact testing (see ISO 8256, methods A and B).
5.2.4 Indicating equipment for absorbed energy (e.g. scale and friction pointer or electronic
readout device)
6 Procedure for verification and inspection of a pendulum impact-testing machine
6.1 Certification of machine design and manufacturer
There are several aspects of the design and manufacture of an impact machine that are critical to its
performance and can only be certified at the time of manufacture by the manufacturer, including the
following (see Table 1).
6.1.1 Centre of percussion.
6.1.2 Axis of rotation.
6.1.3 Pendulum plane of swing.
6.1.4 Mass of frame.
Unless the ratio, m /m , of the mass of the frame to the mass of the heaviest pendulum used is at
F P,max
least 40, the frame shall be bolted to a rigid test bench.
Since many machines may not have been supplied with manufacturer’s certificates detailing the ratio of
the mass of the frame to the mass of the pendulum, bolting the machine to the test bench and levelling
with shims is strongly recommended.
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ISO 13802:2015(E)
Table 1 — Components of impact machine to be certified only at the time of manufacture
Parameter Unit Value
Centre of percussion mm At the centre of strike ±2,5
a
Axis of rotation of pendulum — Parallel within ±2/1 000 relative to the reference plane
Plane of swing relative to axis of rotation — 90° ± 0,1° to the axis of rotation
Mass of frame kg At least 40 times the weight of the heaviest pendulum
used or bolted to a heavy secure bench
a
The reference plane of a particular machine will vary by manufacturer.
6.2 Field verification of the machine frame shall consist of determining the following
items (see Table 4)
6.2.1 Installation
The pendulum impact-testing machine shall be installed on a sturdy bench or table in an area that
is free from vibration. If the machine is equipped with levelling adjustment screws, the adjustment
screws shall be fixed after levelling in order to maintain the frame in position and the stiffness of the
mounting. During an impact test, there shall be no visible displacement of the frame on its support.
Verify that there is no movement of either the machine or the test bench by configuring the machine
with the highest energy capacity pendulum available on the machine. Latch the pendulum and place
a level on the base. Release the pendulum and observe the level for any movement of the bubble. Any
bubble movement observed requires that the machine be mounted in a more secure manner.
6.2.2 Levelness
Determine the levelness of the reference plane in the direction of the swing and perpendicular to the
swing. The machine shall be installed so that the reference plane is horizontal to within 2/1 000.
6.2.3 Axial play of the pendulum bearings
The endplay in the bearings of the pendulum spindle in the axial direction shall not exceed 0,25 mm.
6.2.4 Radial play of the pendulum bearings
Determine the radial play of the shaft in the pendulum bearings when a torque of 2 ± 0,2 N is applied in
alternate directions perpendicular to the plane of swing of the pendulum. The total play in the radial
direction should not exceed 0,05 mm.
6.2.5 Mechanism for holding and releasing the pendulum
The mechanism for releasing the pendulum from its initial position shall be visually inspected. A
properly functioning release mechanism operates freely and permits the release of the pendulum
without initial impulse, retardation or side vibration, or any other interference that would result in
energy loss.
6.2.6 Free hanging position
When hanging free, the pendulum shall hang so that the striking edge is within 6,35 mm of the position
where it would just touch the reference specimen.
6.2.7 Contact between specimen and striking edge (Izod/Charpy)
For Izod and Charpy machines, the striker shall make contact over the full width of the Izod/Charpy
impact reference specimen defined in 3.20.
6 © ISO 2015 – All rights reserved
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ISO 13802:2015(E)
One method of verifying this is as follows. A Izod/Charpy impact reference specimen is tightly wrapped
in thin paper (e.g. by means of adhesive tape), and is placed in the specimen supports or clamp.
Similarly, the striker edge is tightly wrapped in carbon paper with the carbon side outermost (i.e. not
facing the striker). From its position of equilibrium, the pendulum is raised a few degrees, released
so that it contacts the Izod/Charpy impact reference specimen, and prevented from contacting the
test piece a second time. The mark made by the carbon paper on the paper covering the Izod/Charpy
impact reference specimen should extend completely across the paper. This test may be performed
concurrently with that of checking the angle of contact between the striker and the Izod/Charpy impact
reference specimen.
6.2.8 Potential energy, E
Table 2 shows the nominal potential energy values of pendulums typically used in Charpy, Izod, and
tensile impact machines. The potential energy, E, shall not differ by more than 1 % of the nominal value
given in Table 2. It shall be determined as follows:
a) Support the pendulum at an arbitrary length, L , from the axis of rotation, on a balance or
H
dynamometer. Ensure that the line from the axis of rotation to the centre of gravity of the pendulum
is horizontal [see Figure 1a)].
b) Measure the vertical force, F , in newtons, at L and the length, L , in metres, to a precision
H H H
of ±1,0 %.
c) Calculate the horizontal moment, M , of the pendulum about the axis of rotation, in newton metres,
H
using the formula:
M = F L (1)
H H H
d) Measure the release angle, α [see Figure 1b)], to a precision Δα , which corresponds to a relative
0 0
precision of 1/40
...
DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 13802
ISO/TC 61/SC 2 Secretariat: AENOR
Voting begins on: Voting terminates on:
2013-12-19 2014-05-19
Plastics — Verification of pendulum impact-testing
machines — Charpy, Izod and tensile impact-testing
Plastiques — Vérification des machines d’essai de choc pendulaire — Essais de choc Charpy, Izod et de
choc-traction
[Revision of first edition (ISO 13802:1999) and the first edition ISO 13802:1999/Cor 1:2000]
ICS: 83.200
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
This draft has been developed within the International Organization for
Standardization (ISO), and processed under the ISO lead mode of collaboration
as defined in the Vienna Agreement.
This draft is hereby submitted to the ISO member bodies and to the CEN member
bodies for a parallel five month enquiry.
Should this draft be accepted, a final draft, established on the basis of comments
received, will be submitted to a parallel two-month approval vote in ISO and
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED
formal vote in CEN.
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
To expedite distribution, this document is circulated as received from the
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
committee secretariat. ISO Central Secretariat work of editing and text
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
composition will be undertaken at publication stage.
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 13802:2013(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
©
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2013
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ISO/DIS 13802:2013(E)
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This ISO document is a Draft International Standard and is copyright-protected by ISO. Except as
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ISO/DIS 13802
Contents Page
Foreword . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Measurement instruments . 3
5 Description of a pendulum impact testing machine . 4
5.1 Types of pendulum impact-testing machines . 4
5.2 Testing machine components . 4
5.2.1 Machine frame – the base of the machine and the structure supporting the pendulum; . 4
5.2.2 Pendulum; . 4
5.2.3 Test specimen anvils, supports, clamps and/or holders: . 4
5.2.4 Indicating equipment for absorbed energy (e.g. scale and friction pointer or electronic
readout device). . 5
6 Procedure for verification and inspection of a pendulum impact testing machine . 5
6.1 Certification of machine design and manufacturer . 5
6.2 Field verification of the machine frame shall consist of determining the following items
(see Table 4) . 5
6.2.1 Installation . 5
6.2.2 Levelness . 6
6.2.3 Axial play of the pendulum bearings; . 6
6.2.4 Radial play of the pendulum bearings; . 6
6.2.5 Mechanism for holding and releasing the pendulum; . 6
6.2.6 Free hanging position (distance between striking edge and centre of gravity of the
pendulum, D ) . 6
1
6.2.7 Contact between specimen and striking edge (Izod/Charpy) . 6
6.3 Verification of the machine pendulum shall consist of determining the following items . 6
6.3.1 Potential energy, E . 6
6.3.2 pendulum length, L . 8
P;
6.3.3 velocity of the pendulum at instant of impact, v , . 9
6.4 Charpy testing machines . 12
6.5 Izod testing machines . 12
6.6 Tensile impact testing machines (See ISO 8256) . 14
6.6.1 Specimen clamps for tensile impact test machines . 14
6.6.2 Clamps for tensile impact testing . 14
6.6.3 Alignment . 14
6.6.4 Mass of crosshead . 14
6.7 Energy indicating system . 15
6.7.1 The verification of analogue indicating equipment shall consist of the following
examinations: . 15
6.7.2 error in the indicated absorbed energy, W on analogue indicating systems; . 15
i ,
6.7.3 The verification of digital indicating equipment shall ensure that the following
requirements are met. . 15
6.8 Losses due to friction . 16
6.8.1 Types of loss . 16
6.8.2 Determination of the loss due to friction in the pointer . 16
6.8.3 Determination of losses due to air resistance and friction in the pendulum bearings . 16
6.8.4 Calculation of the total energy lost due to friction . 17
6.8.5 Maximum permissible losses due to friction. 17
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ISO/DIS 13802
7 Frequency of verification .20
8 Verification report .20
Annex A (normative) Design requirements for Charpy machines .21
Annex B (normative) Design requirements for Izod machines .24
Annex C (normative) Design requirements for tensile impact machines .28
Annex D (informative) Ratio of frame mass to pendulum mass .33
Annex E (informative) Deceleration of pendulum during impact .36
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ISO/DIS 13802
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 13802 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 2 mechanical
properties, .
This second/third/. edition cancels and replaces the first/second/. edition (ISO 13802:1999), [clause(s) /
subclause(s) / table(s) / figure(s) / annex(es)] of which [has / have] been technically revised.
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DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 13802
Plastics — Verification of pendulum impact-testing machines --
Charpy, Izod and tensile impact-testing
1 Scope
This International Standard specifies frequency and methods for the verification of pendulum impact-testing
machines used for the Charpy impact test, Izod impact test and tensile impact test described in ISO 179-1,
ISO 180 and ISO 8256, respectively.
This International Standard is applicable to pendulum-type impact-testing machines, of different capacities
and/or designs, with the geometrical and physical properties defined in clause 5.
Methods are described for verification of the geometrical and physical properties of the different parts of the
test machine. The verification of some geometrical properties is difficult to perform on the assembled
instrument. It is therefore assumed that the manufacturer is responsible for the verification of such properties
and for providing reference planes on the instrument that enable proper verification in accordance with this
International Standard.
These methods are for use when the machine is being installed, is being repaired, has been moved or is
undergoing periodic checking.
A pendulum impact-testing machine verified in accordance with this International Standard, and assessed as
satisfactory, is considered suitable for impact testing with unnotched and notched test specimens of different
types.
Annex A details design requirements for Charpy testing machines.
Annex B details design requirements for Izod testing machines.
Annex C details design requirements for tensile impact machines.
Annex D explains how to calculate the ratio of frame mass to pendulum mass required to avoid errors in the
impact energy.
Annex E explains deceleration of pendulum during impact
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 179-1: Plastics — Determination of Charpy impact properties — Part 1: Non-instrumented impact test.
ISO 179-2: Plastics — Determination of Charpy impact properties — Part 2: Instrumented impact test.
ISO 180: Plastics — Determination of Izod impact strength.
ISO 8256: Plastics — Determination of tensile-impact strength.
© ISO 2013 – All rights reserved 1
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ISO/DIS 13802
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply
3.1
verification
proof, with the use of calibrated standards or standard reference materials, that the calibration of an
instrument is acceptable
3.2
calibration
set of operations that establish, under specified conditions, the relationship between values indicated by a
measuring instrument or measuring system and values corresponding to appropriate standards or known
values derived from standards
3.3
period of oscillation of the pendulum
Τρ
period, expressed in seconds, of a single complete oscillation of the pendulum, oscillating at angles of
oscillation of less that 5°, on average, to each side of the vertical
3.4
centre of percussion
point on a pendulum at which a perpendicular impact in the plane of swing does not cause reaction forces at
the axis of rotation of the pendulum
3.5
pendulum length
Lρ
distance, expressed in metres, between the axis of rotation of the pendulum and the centre of percussion
(3.4); it is the distance from the axis of rotation where the mass of a pendulum would have to be concentrated
to have the same period of swing, TP as the actual pendulum.
3.6
gravity length
Lm
distance, expressed in metres, between the axis of rotation of the pendulum and the centre of gravity of the
pendulum
3.7
gyration length
L
G
distance, expressed in metres, between the axis of rotation of the pendulum and the point at which the
pendulum mass mp would have to be concentrated to give the same moment of inertia as the pendulum
3.8
impact length
L
distance, expressed in metres, between the axis of the rotation of the pendulum and the point of impact of the
striking edge at the centre of the specimen face
3.9
release angle
0
angle, expressed in degrees, relative to the vertical, from which the pendulum is released
NOTE Usually the test specimen is impacted at the lowest point of the pendulum swing ( = 0°). In this case, the
0
release angle will also be the angle of fall [see Figure 1b)].
2 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/DIS 13802
3.10
impact velocity
velocity, expressed in metres per second, of the pendulum at the moment of impact
3.11
potential energy
E
potential energy, expressed in joules, of the pendulum in its starting position, relative to its position at impact
3.12
impact energy
W
energy, expressed in joules, required to deform, break and push away the test specimen
3.13
frame
that part of the machine carrying the pendulum bearings, the supports, the vice and/or clamps, the
measurement instruments and the mechanism for holding and releasing the pendulum; the mass of the frame,
mF, is expressed in kilograms
3.14
period of oscillation of the frame
T
F
period, expressed in seconds, of the freely decaying, horizontal oscillation of the frame; it characterizes the
oscillation of the frame vibrating against the stiffness of the (resilient) mounting, e.g. a test bench and/or its
foundation (which may include damping material for instance) (see annex D)
3.15
mass of the pendulum
m ,max
P
mass, expressed in kilograms, of the heaviest pendulum used
3.16
Izod/Charpy impact reference specimen
a specimen made from stainless steel approximately 80 mm 0.05 mm in length and of rectangular section,
10 mm +/- 0.02 mm in height and 10 mm 0,02 mm in width.
3.17
half-height Charpy impact reference specimen
a specimen made from stainless steel approximately 80 mm 2 mm in length and of rectangular section, 5
mm +/- 0.02 mm in height and 10 mm 0,02 mm in width.
3.18
tensile impact reference specimen
a specimen made from stainless steel approximately 80 mm 0.05 mm in length and of rectangular section,
10 mm +/- 0.02 mm in height and 4 mm 0,02 mm in width.
4 Measurement instruments
The verification methods described in this International Standard call for the use of straight edges, vernier
calipers, set squares, levels and dynamometers, load cells or scales and timing devices to check if the
geometrical and physical properties of the components of the test machine conform to the requirements given
in this International Standard.
These measurement instruments shall be accurate enough to measure the parameters within the tolerance
limits given in Section 6 (Table 4).
© ISO 2013 – All rights reserved 3
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ISO/DIS 13802
5 Description of a pendulum impact testing machine
5.1 Types of pendulum impact-testing machines
Three different types of test machines are covered by this International Standard.
Annex A contains details of construction and performance of a machine configured for Charpy testing. Figure
A-1 shows a typical example of a Charpy test machine. Important values to be verified are listed in Table A-1.
Test conditions are found in ISO 179.
Annex B contains details of construction and performance of a machine configured for Izod testing. Figure B-
1 shows a typical example of an Izod test machine. Important values to be verified are listed in Table B-1.
Test conditions are found in ISO 180.
Annex C contains details of construction and performance of a machine configured for tensile impact testing.
Figures C-1 and C-2 show typical examples of tensile impact-testing machines. Important values to be
verified are listed in Table C-1. Test conditions are found in ISO 8256.
5.2 Testing machine components
A pendulum impact testing machines consists of the following parts:
5.2.1 Machine frame – the base of the machine and the structure supporting the pendulum;
5.2.1.1 Bearings
5.2.1.2 Mechanism for holding and releasing the pendulum
5.2.2 Pendulum;
5.2.2.1 Pendulum rod or compound (bifurcated) design;
5.2.2.2 Striker - with striking edge for Charpy or Izod impact tests or with striking surfaces or clamps for
tensile impact testing (see ISO 8256, test methods A and B respectively);
5.2.2.3 Add-on weights (optional) – for increasing potential energy capacity of pendulum
NOTE There are several pendulum designs available, and they are acceptable if they meet the requirements of this
International Standard.
5.2.3 Test specimen anvils, supports, clamps and/or holders:
5.2.3.1 Anvils and supports, for Charpy impact testing;
The Charpy specimen supports and anvils shall be located one on each side of the plane
of swing of the pendulum. The anvils shall be installed perpendicular to the supports and
normal to the plane of swing of the pendulum. Essentially, the specimen rests on the
supports and the anvil takes the reaction from the impact on the specimen.
5.2.3.2 Vice, for Izod impact testing;
5.2.3.3 Clamps or stops, for tensile impact testing (see ISO 8256, methods A and B);
5.2.3.4 Crossheads, for tensile impact testing (see ISO 8256, methods A and B).
4 © ISO 2013 – All rights reserved
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ISO/DIS 13802
5.2.4 Indicating equipment for absorbed energy (e.g. scale and friction pointer or electronic readout
device).
6 Procedure for verification and inspection of a pendulum impact testing machine
6.1 Certification of machine design and manufacturer
There are several aspects of the design and manufacture of an impact machine that are critical to its
performance and can only be certified at the time of manufacture by the manufacture, including (See Table 1):
6.1.1 centre of percussion;
6.1.2 axis of rotation;
6.1.3 pendulum plane of swing;
6.1.4 mass of frame.
Unless the ratio m /m of the mass of the frame to the mass of the heaviest pendulum used is at least 40,
F P,max
the frame shall be bolted to a rigid test bench.
NOTE Since many machines may not have supplied with manufacturer’s certificates detailing the ratio of the mass of
the frame to the mass of the pendulum, bolting the machine to the test bench and leveling with shims is strongly
recommended.
Table 1 — Components of impact machine to be certified only at the time of manufacture
Parameter Unit Value
Centre of percussion Higher than the centre of percussion of the
pendulum at impact and in the plane of
swing of the pendulum
Parallel within 2/1000 relative to the
1)
reference plane
Horizontality of axis of rotation of pendulum
o o
90 +/- 0,1 to the axis of rotation
At least 40 times the weight of the heaviest
Plane of swing relative to axis of rotation
pendulum used or bolted to a heavy secure
kg
Mass of frame
bench.
The reference plane of a particular machine will vary by manufacturer.
6.2 Field verification of the machine frame shall consist of determining the following items
(see Table 4)
6.2.1 Installation
The pendulum impact-testing machine shall be installed on a sturdy bench or table in an area that is free from
vibration. If the machine is equipped with leveling adjustment screws, the adjustment screws shall be fixed
after leveling in order to maintain the frame in position and the stiffness of the mounting.
During an impact test, there shall be no visible displacement of the frame on its support. Verify that there is
no movement of either the machine or the test bench by configuring the machine with the highest energy
capacity pendulum available on the machine. Latch the pendulum and place a level on the base. Release the
pendulum and observe the level for any movement of the bubble. Any bubble movement observed requires
that the machine be mounted in a more secure manner.
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ISO/DIS 13802
6.2.2 Levelness
Determine the levelness of the reference plane in the direction of the swing and perpendicular to the swing.
6.2.3 Axial play of the pendulum bearings;
The endplay in the bearings of the pendulum spindle in the axial direction shall not exceed 0.25 mm.
6.2.4 Radial play of the pendulum bearings;
Determine the radial play of the shaft in the pendulum bearings when a torque of approximately 10 N is
applied in alternate directions perpendicular to the plane of swing of the pendulum. The total play in the radial
direction should not exceed 0.05 mm.
6.2.5 Mechanism for holding and releasing the pendulum;
The mechanism for releasing the pendulum from its initial position shall be visually inspected. A properly
functioning release mechanism operates freely and permits the release of the pendulum without initial impulse,
retardation or side vibration, or any other interference that would result in energy loss.
6.2.6 Free hanging position (distance between striking edge and centre of gravity of the pendulum,
D )
1
For Izod & Charpy machines, check the distance between the striking edge of the free hanging pendulum and
a Izod/Charpy reference specimen, positioned on the anvils or clamped in the vice. The free hanging position
shall be determined for each available pendulum or, for those designs which allow add-on weights, with no
weight installed and with the heaviest available mass installed.
For instruments equipped with digital indicating equipment, the zero position of the encoder shall be set with
the pendulum in the free hanging position. Follow the manufacturer’s instructions for zeroing the encoder.
6.2.7 Contact between specimen and striking edge (Izod/Charpy)
For Izod and Charpy, the striker shall make contact over the full width of the Izod/Charpy impact reference
specimen.
NOTE One method of verifying this is as follows. A Izod/Charpy impact reference specimen is tightly wrapped in thin
paper (e.g. by means of adhesive tape), and is placed in the specimen supports or clamp. Similarly, the striker edge is
tightly wrapped in carbon paper with the carbon side outermost (i.e. not facing the striker). From its position of equilibrium,
the pendulum is raised a few degrees, released so that it contacts the Izod/Charpy impact reference specimen, and
prevented from contacting the test piece a second time. The mark made by the carbon paper on the paper covering the
Izod/Charpy impact reference specimen should extend completely across the paper. This test may be performed
concurrently with that of checking the angle of contact between the striker and the Izod/Charpy impact reference specimen.
6.3 Verification of the machine pendulum shall consist of determining the following items
The verification of the pendulum (including striker) shall consist of determining the following quantities:
6.3.1 Potential energy, E
Table 2 shows the nominal potential energy values of pendulums typically used in Charpy, Izod and tensile
impact machines. The potential energy, E, shall be determined as follows:
a) The moment of the pendulum is determined by supporting the pendulum at a chosen distance, LH, from
the axis of rotation by means of a knife edge on a balance or dynamometer in such a manner that the line
through the axis of rotation which joins the centre of gravity of the pendulum is horizontal within 45/1,000
[see Figure 1.a)].
b) The force, F , in newtons, at L and the length L , in metres, shall each be determined to an accuracy of
H H H
1.0 %. The moment, M, is the product F L .
H H
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ISO/DIS 13802
NOTE Length L can be equal to length L
H P
c) Calculate the horizontal moment M of the pendulum about the axis of rotation, in newton metres, using
H
the equation:
M F L
H H H
(1)
d) Measure the release angle 0 see Figure 1b) to a precision Δ0 which corresponds to a relative
precision of 1/400th of the potential energy E and, if applicable, the impact angle I to within 0,25. Thus,
for release angles of 140°, 150° and 160°, Δ0 is 0,39°, 0,54° and 0,81°, respectively.
e) Calculate the potential energy E of the pendulum from the equation:
EM (1cos ) (2)
H 0
where
E is the potential energy of the pendulum, in joules;
M is the horizontal moment of the pendulum see equation (1), in newton metres;
H
is the release angle, in degrees;
0
is the impact angle, in degrees.
NOTE In certain cases, it may be necessary to remove the pendulum from the machine to determine its moment M
H
by the method described.
Table 2 — Basic characteristics of Charpy, tensile and Izod impact-testing machines
Nominal potential Type of test Impact velocity Maximum permissible losses
energy due to friction without test
v specimen
E
m/s % of E
J
0,5 Charpy 4
1,0 Charpy 2
2,0 Charpy/Tensile 2,9 ( 10 %) 1
4,0 Charpy/Tensile 0,5
5,0 Charpy 0,5
7,5 Charpy/Tensile
15 Charpy/Tensile
3,8 ( 10 %)
25 Charpy/Tensile 0,5
50 Charpy/Tensile
1,0 Izod 2
2,75 Izod 1
5,5 Izod 3,5 ( 10 %) 0,5
11 Izod 0,5
22 Izod 0,5
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ISO/DIS 13802
6.3.2 pendulum length, L
P;
The pendulum length, L shall be certified by the manufacturer at the time of manufac
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13802
Deuxième édition
2015-06-01
Version corrigée
2016-04-01
Plastiques — Vérification des
machines d’essai de choc pendulaire
— Essais de choc Charpy, Izod et de
choc-traction
Plastics — Verification of pendulum impact-testing machines —
Charpy, Izod and tensile impact-testing
Numéro de référence
ISO 13802:2015(F)
©
ISO 2015
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ISO 13802:2015(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2015, Publié en Suisse
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée
sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Fax +41 22 749 09 47
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www.iso.org
ii © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 13802:2015(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Instruments de mesure . 4
5 Description d’une machine d’essai de choc pendulaire . 4
5.1 Types de machines d’essai de choc pendulaire . 4
5.2 Éléments constitutifs d’une machine d’essai . 4
5.2.1 Bâti de la machine — la base de la machine et la structure de support
du pendule . . 4
5.2.2 Pendule . . . 5
5.2.3 Enclumes, supports, brides de fixation et/ou portes-éprouvettes . 5
5.2.4 Dispositif indicateur de l’énergie absorbée (par exemple échelle avec
aiguille à frottement ou dispositif indicateur électronique) . 5
6 Mode opératoire de vérification et d’inspection d’une machine d’essai de
choc pendulaire .5
6.1 Certification de la conception de la machine et du fabricant . 5
6.2 La vérification sur site du bâti de la machine doit consister en la détermination
des éléments suivants (voir le Tableau 4) . 6
6.2.1 Installation . 6
6.2.2 Planéité. 6
6.2.3 Jeu axial des paliers du pendule . 6
6.2.4 Jeu radial des paliers du pendule . 6
6.2.5 Mécanisme destiné à maintenir et à libérer le pendule . 6
6.2.6 Position de suspension libre . 6
6.2.7 Contact entre l’éprouvette et l’arête du percuteur (Izod/Charpy) . 7
6.2.8 Énergie potentielle, E .7
6.2.9 Longueur de pendule, L .
P 8
6.2.10 Longueur d’impact, L .
Ι 9
6.2.11 Vitesse du pendule au moment de l’impact, v , . 9
Ι
6.3 Machines d’essai Charpy .10
6.4 Machines d’essai Izod .11
6.4.1 Ligne de contact du percuteur .11
6.4.4 Emplacement de l’éprouvette et du percuteur .12
6.4.5 Côtés du dispositif de serrage .12
6.5 Machines d’essai de choc-traction (voir l’ISO 8256) .12
6.5.1 Brides de fixation de l’éprouvette pour les machines d’essai de choc-traction .12
6.5.2 Brides de fixation utilisées lors des essais de choc-traction .13
6.5.3 Alignement .13
6.5.4 Masse du mors de traction .13
6.6 Dispositif indicateur de l’énergie .13
6.6.1 Types d’échelles .13
6.6.2 La vérification du dispositif indicateur analogique doit consister en les
examens suivants.14
6.6.3 Erreur de l’énergie absorbée indiquée, W sur des dispositifs
i,
indicateurs analogiques .14
6.6.4 La vérification du dispositif indicateur numérique doit garantir que les
exigences suivantes sont satisfaites .15
6.7 Pertes dues au frottement .15
6.7.1 Types de pertes .15
6.7.2 Détermination de la perte due au frottement dans l’aiguille .15
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ISO 13802:2015(F)
6.7.3 Détermination des pertes dues à la résistance de l’air et au frottement
dans les paliers du pendule .15
6.7.4 Calcul de la perte totale d’énergie due au frottement . .16
6.7.5 Pertes maximales admissibles dues au frottement.16
7 Fréquence de vérification .18
8 Rapport de vérification .18
Annexe A (normative) Exigences de conception des machines Charpy .20
Annexe B (normative) Exigences de conception des machines Izod .22
Annexe C (normative) Exigences de conception des machines de choc-traction .24
Annexe D (informative) Rapport de la masse du bâti à la masse du pendule .27
Annexe E (informative) Décélération du pendule pendant le choc .30
Annexe F (informative) Plaque de contrôle servant à vérifier les pendules pour les essais
de choc Charpy .32
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ISO 13802:2015(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 (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
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. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la signification des termes et expressions spécifiques de l’ISO liés à
l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion de l’ISO aux principes
de l’OMC concernant les obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: Avant-propos —
Informations supplémentaires.
Le comité responsable de ce document est l’ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 2, Propriétés
mécaniques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 13802:1999), qui a fait l’objet d’une
révision technique. Elle incorpore également le Rectificatif technique ISO 13802:1999/Cor.1:2000.
La présente version corrigée de l’ISO 13802:2015 inclut la correction suivante:
— dans le Tableau 4, la longueur de pendule, L , en m, a été changée de «0,225 à 0,390» à «0,221 à 0,417».
P
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NORME INTERNATIONALE ISO 13802:2015(F)
Plastiques — Vérification des machines d’essai de choc
pendulaire — Essais de choc Charpy, Izod et de choc-
traction
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale spécifie la fréquence et les méthodes permettant la vérification
des machines d’essai de choc pendulaire utilisées lors des essais de choc Charpy, des essais de choc
Izod et des essais de choc-traction décrits dans l’ISO 179-1, l’ISO 180 et l’ISO 8256, respectivement.
La vérification des machines d’essai de choc instrumentées est couverte dans la mesure où les
propriétés géométriques et physiques des machines instrumentées sont identiques aux machines non
instrumentées. La vérification force/travail des machines instrumentées n’est pas couverte dans la
présente Norme internationale.
La présente Norme internationale s’applique aux machines d’essai de choc pendulaire de différentes
capacités et/ou conceptions, dont les propriétés géométriques et physiques sont définies dans l’Article 5.
Les méthodes décrites permettent d’effectuer une vérification des propriétés physiques et géométriques
des différentes parties de la machine d’essai. La vérification de certaines propriétés géométriques
est difficile à réaliser une fois que l’appareil est assemblé. Il est donc supposé que la vérification de
ces propriétés incombe au fabricant et que ce dernier doit fournir des plans de référence concernant
l’appareil de façon à permettre une vérification convenable conformément à la présente Norme
internationale.
Ces méthodes sont destinées à être utilisées lorsque la machine est en cours d’installation, qu’elle a été
réparée, déplacée ou qu’elle est soumise à des contrôles périodiques.
Toute machine d’essai de choc pendulaire ayant été contrôlée conformément à la présente Norme
internationale et dont l’évaluation a été satisfaisante, est considérée comme apte à être utilisée
pour soumettre à des essais de choc des éprouvettes non entaillées et des éprouvettes entaillées de
différents types.
L’Annexe A détaille les exigences de conception des machines d’essai Charpy.
L’Annexe B détaille les exigences de conception des machines d’essai Izod.
L’Annexe C détaille les exigences de conception des machines d’essai de choc-traction.
L’Annexe D explique comment calculer le rapport de la masse du bâti à la masse du pendule qui est
requis pour éviter la production d’erreurs dans l’énergie de choc.
L’Annexe E explique la décélération du pendule pendant le choc.
L’Annexe F détaille les exigences de conception d’un type de calibre utilisé pour vérifier l’alignement du
percuteur et de l’enclume/du support pour la machine d’essai Charpy.
2 Références normatives
Les documents ci-après, en tout ou partie, sont des références normatives indispensables à 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 179-1, Plastiques — Détermination de la résistance au choc Charpy — Partie 1: Essai de choc non
instrumenté
© ISO 2015 – Tous droits réservés 1
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ISO 13802:2015(F)
ISO 179-2, Plastiques — Détermination de la résistance au choc Charpy — Partie 2: Essai de choc
instrumenté
ISO 180, Plastiques — Détermination de la résistance au choc Izod
ISO 8256, Plastiques — Détermination de la résistance au choc-traction
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
vérification
preuve, obtenue sur la base d’étalons ou de matériaux de référence, que l’étalonnage de l’instrument est
acceptable
3.2
étalonnage
ensemble des opérations permettant d’établir, dans des conditions spécifiées, les rapports existant
entre les valeurs indiquées par un instrument de mesure ou un système de mesurage et les valeurs
correspondant aux étalons appropriés ou à des valeurs connues dérivant des étalons
3.3
période d’oscillation du pendule
Τ
P
période, exprimée en secondes, s, d’une oscillation simple complète du pendule lorsqu’il oscille en
décrivant un angle d’oscillation inférieur à 5°, en moyenne, de part et d’autre de la verticale
3.4
centre de percussion
point sur le pendule auquel un choc perpendiculaire porté dans le plan d’oscillation ne provoque aucune
force de réaction au niveau de l’axe de rotation du pendule
3.5
longueur de pendule
L
P
distance, exprimée en mètres, entre l’axe de rotation du pendule et le centre de percussion (3.4) et il
s’agit de la distance entre l’axe de rotation auquel la masse du pendule devrait être concentrée pour
donner la même période d’oscillation, Τ , que le pendule réel
P
3.6
longueur de gravité
Lm
distance, exprimée en mètres, entre l’axe de rotation du pendule et le centre de gravité du pendule
3.7
rayon de giration
L
G
distance, exprimée en mètres, entre l’axe de rotation du pendule et le point auquel la masse du pendule,
m , devrait être concentrée pour donner le même moment d’inertie que celui du pendule
P
3.8
longueur d’impact
L
Ι
distance, exprimée en mètres, entre l’axe de rotation du pendule et le point d’impact sur l’arête du
percuteur au centre de la face de l’éprouvette
2 © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 13802:2015(F)
3.9
angle de libération
α
0
angle, exprimé en degrés, à partir duquel on libère le pendule, défini par rapport à la verticale
Note 1 à l’article: L’éprouvette est habituellement percutée au point le plus bas de l’oscillation du pendule (α = 0°).
0
Dans ce cas, l’angle de libération correspond également à l’angle de chute [voir la Figure 1b)].
3.10
vitesse à l’impact
v
Ι
vitesse, exprimée en mètres par seconde, du pendule au moment du choc
3.11
énergie potentielle
E
énergie potentielle, exprimée en joules, du pendule en position de départ par rapport à sa position au
moment du choc
3.12
énergie de choc
W
énergie, exprimée en joules, nécessaire pour déformer, rompre et projeter l’éprouvette
3.13
bâti
partie de la machine portant les paliers du pendule, les supports, le dispositif de serrage et/ou les brides
de fixation, les appareils de mesure et le mécanisme destiné à maintenir et à libérer le pendule
Note 1 à l’article: La masse du bâti, m , est exprimée en kilogrammes.
F
3.14
base
partie du châssis de la machine située en dessous du plan horizontal des supports
3.15
enclume
partie de la machine servant à positionner correctement l’éprouvette pour l’essai de choc, par rapport
au percuteur et aux supports de l’éprouvette et qui soutient l’éprouvette sous la force de la percussion
3.16
supports d’éprouvette
partie de la machine servant à positionner correctement l’éprouvette pour l’essai de choc, par rapport
au centre de percussion du pendule, au percuteur et aux enclumes
3.17
percuteur
partie du pendule qui entre en contact avec l’éprouvette
3.18
période d’oscillation du bâti
T
F
période, exprimée en secondes, de la vibration librement amortie et horizontale du bâti et qui
caractérise l’oscillation du bâti par rapport à la rigidité du montage (résilient), tel qu’un banc d’essai
et/ou sa fondation (pouvant inclure le matériau d’amortissement, par exemple) (voir l’Annexe D)
3.19
masse du pendule
m
P,max
masse, exprimée en kilogrammes, du plus lourd pendule utilisé
© ISO 2015 – Tous droits réservés 3
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ISO 13802:2015(F)
3.20
éprouvette de référence pour les essais de choc Izod/Charpy
éprouvette en acier inoxydable de (80 ± 0,05) mm de longueur et de section rectangulaire, de
(10 ± 0,02) mm de hauteur et de (10 ± 0,02) mm de largeur
3.21
éprouvette de référence pour les essais de choc Charpy de demi-hauteur
éprouvette en acier inoxydable de (80 ± 0,05) mm de longueur et de section rectangulaire, de
(5 ± 0,02) mm de hauteur et de (10 ± 0,02) mm de largeur
3.22
éprouvette de référence pour les essais de choc-traction
éprouvette en acier inoxydable de (80 ± 0,05) mm de longueur et de section rectangulaire, de
(10 ± 0,02) mm de hauteur et de (4 ± 0,02) mm de largeur
4 Instruments de mesure
Les méthodes de vérification décrites dans la présente Norme internationale nécessitent l’utilisation
de règles de précision, pieds à coulisse à vernier, équerres, niveaux et dynamomètres, capteurs de force
ou échelles de contrôle et chronomètres, pour contrôler que les propriétés géométriques et physiques
des éléments de la machine d’essai sont conformes aux exigences données dans la présente Norme
internationale.
Ces instruments de mesure doivent être suffisamment exacts pour permettre de mesurer les
paramètres à l’intérieur des limites de tolérance indiquées dans l’Article 6 (Tableau 4).
5 Description d’une machine d’essai de choc pendulaire
5.1 Types de machines d’essai de choc pendulaire
Trois types de machines d’essai différents sont couverts par la présente Norme internationale.
L’Annexe A contient les détails de la construction et des performances d’une machine configurée pour
des essais Charpy. La Figure A.1 représente un exemple type de machine d’essai Charpy. Le Tableau A.1
énumère les valeurs essentielles à vérifier. Les conditions d’essai figurent dans l’ISO 179.
L’Annexe B contient les détails de la construction et des performances d’une machine configurée pour
des essais Izod. La Figure B.1 représente un exemple type de machine d’essai Izod. Le Tableau B.1
énumère les valeurs essentielles à vérifier. Les conditions d’essai figurent dans l’ISO 180.
L’Annexe C contient les détails de la construction et des performances d’une machine configurée pour
des essais de choc-traction. Les Figures C.1 et C.2 représentent des exemples types de machines d’essai
de choc-traction. Le Tableau C.1 énumère les valeurs essentielles à vérifier. Les conditions d’essai
figurent dans l’ISO 8256.
5.2 Éléments constitutifs d’une machine d’essai
Une machine d’essai de choc pendulaire comprend les parties suivantes:
5.2.1 Bâti de la machine — la base de la machine et la structure de support du pendule
5.2.1.1 Paliers.
5.2.1.2 Mécanisme destiné à maintenir et à libérer le pendule.
5.2.1.3 Base.
4 © ISO 2015 – Tous droits réservés
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ISO 13802:2015(F)
5.2.2 Pendule
5.2.2.1 Bras du pendule ou modèle (bifurqué) de la composition.
5.2.2.2 Percuteur, comportant une arête dans le cas des essais de choc Charpy ou Izod ou des surfaces
de percussion ou des brides de fixation dans le cas des essais de choc-traction (voir l’ISO 8256, méthodes
d’essai A et B, respectivement).
5.2.2.3 Poids supplémentaires (facultatifs), pour augmenter la capacité énergétique potentielle du
pendule.
NOTE Plusieurs modèles de pendules sont acceptables s’ils satisfont aux exigences de la présente Norme
internationale.
5.2.3 Enclumes, supports, brides de fixation et/ou portes-éprouvettes
5.2.3.1 Enclumes et supports d’éprouvette, dans le cas des essais de choc Charpy.
Les supports d’éprouvette Charpy et les enclumes doivent être situés sur chaque côté du plan
d’oscillation du pendule. Les enclumes doivent être installées de façon perpendiculaire aux supports
et au plan d’oscillation du pendule. L’éprouvette repose essentiellement sur les supports et l’enclume
absorbe la réaction du choc exercé sur l’éprouvette.
NOTE Les cavités dans les supports sont autorisées pour recevoir les éclairs sur les éprouvettes .
5.2.3.2 Dispositif de serrage, dans le cas des essais de choc Izod.
5.2.3.3 Brides de fixation ou butées, dans le cas des essais de choc-traction (voir l’ISO 8256,
méthodes A et B).
5.2.3.4 Mors de traction, dans le cas des essais de choc-traction (voir l’ISO 8256, méthodes A et B).
5.2.4 Dispositif indicateur de l’énergie absorbée (par exemple échelle avec aiguille à
frottement ou dispositif indicateur électronique)
6 Mode opératoire de vérification et d’inspection d’une machine d’essai de choc
pendulaire
6.1 Certification de la conception de la machine et du fabricant
Plusieurs aspects de la conception et de la fabrication d’une machine de choc sont essentiels pour ses
performances et ne peuvent être certifiés qu’au moment de la fabrication par le fabricant, y compris le
suivant (voir le Tableau 1):
6.1.1 Centre de percussion.
6.1.2 Axe de rotation.
6.1.3 Plan d’oscillation du pendule.
6.1.4 Masse du bâti.
À moins que le rapport, m /m , de la masse du bâti et à la masse du plus lourd pendule utilisé soit
F P,max
d’au moins 40, le bâti doit être boulonné sur un banc d’essai rigide.
© ISO 2015 – Tous droits réservés 5
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ISO 13802:2015(F)
Étant donné que de nombreuses machines peuvent ne pas avoir été fournies avec les certificats du
fabricant détaillant le rapport de la masse du bâti à la masse du pendule, il est fortement recommandé
de boulonner la machine au banc d’essai et de la mettre à niveau avec des cales.
Tableau 1 — Éléments constitutifs d’une machine de choc à certifier uniquement au moment de
la fabrication
Paramètre Unité Valeur
Centre de percussion mm Au centre de percussion ± 2,5
a
Axe de rotation du pendule — Parallèle au plan de référence au ± 2/1 000 près
Plan d’oscillation par rapport à l’axe de rotation — (90 ± 0,1)° à l’axe de rotation
Masse du bâti kg Au moins 40 fois le poids du pendule le plus lourd
utilisé ou boulonné à un banc lourd
a
Le plan de référence d’une machine spécifique variera en fonction du fabricant.
6.2 La vérification sur site du bâti de la machine doit consister en la détermination des
éléments suivants (voir le Tableau 4)
6.2.1 Installation
La machine d’essai de choc pendulaire doit être installée sur un banc ou une table robuste dans une
zone exempte de vibrations. Si la machine est équipée de vis de réglage du niveau, les vis de réglage
doivent être fixées après la mise à niveau afin de maintenir le bâti en position et la rigidité du montage.
Pendant un essai de choc, il ne doit pas y avoir de déplacement visible du bâti sur son support. Vérifier
qu’il n’y a pas de mouvement de la machine ou du banc d’essai en configurant la machine avec le pendule
ayant la capacité énergétique la plus élevée disponible sur la machine. Verrouiller le pendule et placer
un niveau sur la base. Libérer le pendule et observer le niveau pour détecter tout mouvement de la
bulle. Tout mouvement de la bulle observé exige de monter la machine d’une manière plus sûre.
6.2.2 Planéité
Déterminer la planéité du plan de référence dans la direction de l’oscillation et perpendiculairement
à l’oscillation. La machine doit être installée de sorte que le plan de référence soit horizontal au
2/1 000 près.
6.2.3 Jeu axial des paliers du pendule
Le jeu axial dans les paliers de la tige du pendule dans la direction axiale ne doit pas dépasser 0,25 mm.
6.2.4 Jeu radial des paliers du pendule
Déterminer le jeu radial de l’arbre dans les paliers du pendule lorsqu’un couple de (2 ± 0,2) N est
appliqué dans des directions alternées perpendiculaires au plan d’oscillation du pendule. Il convient
que le jeu total dans la direction radiale ne dépasse pas 0,05 mm.
6.2.5 Mécanisme destiné à maintenir et à libérer le pendule
Le mécanisme destiné à libérer le pendule de sa position initiale doit être soumis à un examen visuel.
Un mécanisme de libération qui fonctionne correctement fonctionne librement et permet de libérer le
pendule sans impulsion initiale, retard ou vibration latérale ou toute autre interférence qui entraînerait
une perte d’énergie.
6.2.6 Position de suspension libre
Lorsque le pendule est en suspension libre, il doit être suspendu de sorte que l’arête du percuteur se
trouve dans les 6,35 mm de la position où il devrait simplement percuter l’éprouvette de référence.
6 © ISO 2015
...
PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 13802
ISO/TC 61/SC 2 Secrétariat: AENOR
Début de vote: Vote clos le:
2013-12-19 2014-05-19
Plastiques — Vérification des machines d’essai de choc
pendulaire — Essais de choc Charpy, Izod et de choc-
traction
Plastics — Verification of pendulum impact-testing machines — Charpy, Izod and tensile impact-testing
[Révision de la première édition (ISO 13802:1999) et de l’ISO 13802:1999/Cor 1:2000]
ICS: 83.200
TRAITEMENT PARRALLÈLE ISO/CEN
Le présent projet a été élaboré dans le cadre de l’Organisation internationale de
normalisation (ISO) et soumis selon le mode de collaboration sous la direction
de l’ISO, tel que défini dans l’Accord de Vienne.
Le projet est par conséquent soumis en parallèle aux comités membres de l’ISO et
aux comités membres du CEN pour enquête de cinq mois.
En cas d’acceptation de ce projet, un projet final, établi sur la base des observations
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC reçues, sera soumis en parallèle à un vote d’approbation de deux mois au sein de
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT
l’ISO et à un vote formel au sein du CEN.
ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
Pour accélérer la distribution, le présent document est distribué tel qu’il est
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
parvenu du secrétariat du comité. Le travail de rédaction et de composition de
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
texte sera effectué au Secrétariat central de l’ISO au stade de publication.
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 13802:2013(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
©
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2013
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Notice de droit d’auteur
Ce document de l’ISO est un projet de Norme internationale qui est protégé par les droits d’auteur
de l’ISO. Sauf autorisé par les lois en matière de droits d’auteur du pays utilisateur, aucune partie de
ce projet ISO ne peut être reproduite, enregistrée dans un système d’extraction ou transmise sous
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Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Toute reproduction est soumise au paiement de droits ou à un contrat de licence.
Les contrevenants pourront être poursuivis.
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ISO/DIS 13802
Sommaire Page
Avant-propos . iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 2
4 Instruments de mesure . 3
5 Description d'une machine d'essai de choc pendulaire . 4
5.1 Types de machines d'essai de choc pendulaire . 4
5.2 Éléments constitutifs d'une machine d'essai . 4
6 Mode opératoire de vérification et d'inspection d'une machine d'essai de choc pendulaire . 5
6.1 Certification de la conception de la machine et du fabricant . 5
6.2 Vérification sur site du bâti de la machine . 5
6.3 Vérification du pendule de la machine . 7
6.4 Machines d'essai Charpy . 10
6.5 Machines d'essai Izod . 11
6.6 Machines d'essai de choc-traction (voir l'ISO 8256) . 12
6.7 Dispositif indicateur de l'énergie . 13
6.8 Pertes dues au frottement . 14
7 Fréquence de vérification . 18
8 Rapport de vérification . 18
Annex A (normative) Exigences de conception des machines Charpy . 20
Annex B (normative) Exigences de conception des machines Izod . 22
Annex C (normative) Exigences de conception des machines de choc-traction . 24
Annex D (informative) Rapport de la masse du bâti à la masse du pendule . 27
Annex E (informative) Décélération du pendule pendant le choc . 30
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
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ISO/DIS 13802
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 13802 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 13802:1999), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
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PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 13802
Plastiques — Vérification des machines d'essai de choc
pendulaire — Essais de choc Charpy, Izod et de choc-traction
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie la fréquence et les méthodes permettant la vérification des
machines d'essai de choc pendulaire utilisées lors des essais de choc Charpy, des essais de choc Izod et des
essais de choc-traction décrits dans les ISO 179-1, ISO 180 et ISO 8256, respectivement.
La présente Norme internationale s'applique aux machines d'essai de choc pendulaire de différentes
capacités et/ou conceptions, dont les propriétés géométriques et physiques sont définies dans l'Article 5.
Les méthodes décrites permettent d'effectuer une vérification des propriétés physiques et géométriques des
différentes parties de la machine d'essai. La vérification de certaines propriétés géométriques est difficile à
réaliser une fois que l'appareil est assemblé. Il est donc supposé que la vérification de ces propriétés incombe
au fabricant et que ce dernier doit fournir des plans de référence concernant l'appareil de façon à permettre
une vérification convenable conformément à la présente Norme internationale.
Ces méthodes doivent être utilisées lorsque la machine est en cours d'installation, de réparation, quand elle
est déplacée ou qu'elle est soumise à des contrôles périodiques.
Toute machine d'essai de choc pendulaire ayant été contrôlée conformément à la présente Norme
internationale et dont l'évaluation a été satisfaisante, est considérée comme apte à être utilisée pour
soumettre à des essais de choc des éprouvettes non entaillées et des éprouvettes entaillées de différents
types.
L'Annexe A détaille les exigences de conception des machines d'essai Charpy.
L'Annexe B détaille les exigences de conception des machines d'essai Izod.
L'Annexe C détaille les exigences de conception des machines d'essai de choc-traction.
L'annexe D explique comment calculer le rapport de la masse du bâti à la masse du pendule qui est requis
pour éviter la production d'erreurs dans l'énergie de choc.
L'Annexe E explique la décélération du pendule pendant le choc.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent document
et sont indispensables pour son application. 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 179-1, Plastiques — Détermination de la résistance au choc Charpy — Partie 1 : Essai de choc non
instrumenté
ISO 179-2, Plastiques — Détermination de la résistance au choc Charpy — Partie 2 : Essai de choc
instrumenté
ISO 180, Plastiques — Détermination de la résistance au choc Izod
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ISO/DIS 13802
ISO 8256, Plastique — Détermination de la résistance au choc-traction
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
vérification
preuve, obtenue sur la base d'étalons ou de matériaux de référence, que l'étalonnage de l'instrument est
acceptable
3.2
étalonnage
ensemble des opérations permettant d'établir, dans des conditions spécifiées, les rapports existant entre les
valeurs indiquées par un instrument de mesure ou un système de mesurage et les valeurs correspondant aux
étalons appropriés ou à des valeurs connues dérivant des étalons
3.3
période d'oscillation du pendule
Τ
P
période, exprimée en secondes, d'une oscillation simple complète du pendule lorsqu'il oscille en décrivant un
angle d'oscillation inférieur à 5°, en moyenne, de part et d'autre de la verticale
3.4
centre de percussion
point sur le pendule auquel un choc perpendiculaire porté dans le plan d'oscillation ne provoque aucune force
de réaction au niveau de l'axe de rotation du pendule
3.5
longueur de pendule
L
P
distance, exprimée en mètres, entre l'axe de rotation du pendule et le centre de percussion (3.4) ; il s'agit de
la distance entre l’axe de rotation auquel la masse du pendule devrait être concentrée pour donner la même
période d'oscillation, T , que le pendule réel
P
3.6
longueur de gravité
L
M
distance, exprimée en mètres, entre l'axe de rotation du pendule et le centre de gravité du pendule
3.7
rayon de giration
L
G
distance, exprimée en mètres, entre l'axe de rotation du pendule et le point auquel la masse du pendule, m
P,
devrait être concentrée pour donner le même moment d'inertie que celui du pendule
3,8
longueur d'impact
L
Ι
distance, exprimée en mètres, entre l'axe de rotation du pendule et le point d'impact sur l'arête du percuteur
au centre de la face de l'éprouvette
3.9
angle de libération
α
0
angle, exprimé en degrés, à partir duquel on libère le pendule, défini par rapport à la verticale
© ISO 2013 – Tous droits réservés
2
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ISO/DIS 13802
Note 1 à l’entrée : L'éprouvette est habituellement percutée au point le plus bas de l'oscillation du pendule (α = 0°). Dans
0
ce cas, l'angle de libération correspond également à l'angle de chute [voir la Figure 1b)].
3.10
vitesse à l'impact
ν
Ι
vitesse, exprimée en mètres par seconde, du pendule au moment du choc
3.11
énergie potentielle
E
énergie potentielle, exprimée en joules, du pendule en position de départ par rapport à sa position au moment
du choc
3.12
énergie de choc
W
énergie, exprimée en joules, nécessaire pour déformer, rompre et projeter l'éprouvette
3.13
bâti
partie de la machine portant les paliers du pendule, les supports, le dispositif de serrage et/ou les brides de
fixation, les appareils de mesure et le mécanisme destiné à maintenir et libérer le pendule ; la masse du bâti,
m , est exprimée en kilogrammes
F
3.14
période d'oscillation du bâti
T
F
période de la vibration, exprimée en secondes, librement amortie et horizontale du bâti ; elle caractérise
l'oscillation du bâti par rapport à la rigidité du montage (résilient), tel qu'un banc d'essai et/ou sa fondation
(pouvant inclure le matériau d'amortissement, par exemple) (voir l'Annexe D)
3.15
masse du pendule
m
P,max
masse, exprimée en kilogrammes, du plus lourd pendule utilisé
3.16
éprouvette de référence pour les essais de choc Izod/Charpy
éprouvette en acier inoxydable d'environ (80 ± 0,05) mm de longueur et de section rectangulaire, de
(10 ± 0,02) mm de hauteur et de (10 ± 0,02) mm de largeur
3.17
éprouvette de référence pour les essais de choc Charpy de demi-hauteur
éprouvette en acier inoxydable d'environ (80 ± 2) mm de longueur et de section rectangulaire,
de (5 ± 0,02) mm de hauteur et de (10 ± 0,02) mm de largeur
3.18
éprouvette de référence pour les essais de choc-traction
éprouvette en acier inoxydable d'environ (80 ± 0,05) mm de longueur et de section rectangulaire, de
(10 ± 0,02) mm de hauteur et de (4 ± 0,02) mm de largeur
4 Instruments de mesure
Les méthodes de vérification décrites dans la présente Norme internationale nécessitent l'utilisation de règles
de précision, pieds à coulisse à vernier, équerres, niveaux et dynamomètres, capteurs de force ou échelles de
© ISO 2013 – Tous droits réservés
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ISO/DIS 13802
contrôle et chronomètres, pour contrôler que les propriétés géométriques et physiques des éléments de la
machine d'essai sont conformes aux exigences données dans la présente Norme internationale.
Ces instruments de mesure doivent être suffisamment exacts pour permettre de mesurer les paramètres à
l'intérieur des limites de tolérance indiquées dans l'Article 6 (Tableau 4).
5 Description d'une machine d'essai de choc pendulaire
5.1 Types de machines d'essai de choc pendulaire
Trois types de machines d'essai différents sont décrits dans la présente Norme internationale.
L'Annexe A contient les détails de la construction et des performances d'une machine configurée pour des
essais Charpy. La Figure A.1 représente un exemple type de machine d'essai Charpy. Le Tableau A.1
énumère les valeurs essentielles à vérifier. Les conditions d'essai figurent dans l'ISO 179.
L'Annexe B contient les détails de la construction et des performances d'une machine configurée pour des
essais Izod. La Figure B.1 représente un exemple type de machine d'essai Izod. Le Tableau B.1 énumère les
valeurs essentielles à vérifier. Les conditions d'essai figurent dans l'ISO 180.
L'Annexe C contient les détails de la construction et des performances d'une machine configurée pour des
essais de choc-traction. Les Figures C.1 et C.2 représentent des exemples types de machines d'essai de
choc-traction. Le Tableau C.1 énumère les valeurs essentielles à vérifier. Les conditions d'essai figurent dans
l'ISO 8256.
5.2 Éléments constitutifs d'une machine d'essai
Une machine d'essai de choc pendulaire comprend les parties suivantes :
5.2.1 Bâti de la machine – la base de la machine et la structure de support du pendule
5.2.1.2 Paliers.
5.2.1.2 Mécanisme destiné à maintenir ou à libérer le pendule.
5.2.2 Pendule
5.2.2.1 Bras du pendule ou modèle (bifurqué) de la composition.
5.2.2.2 Percuteur, comportant une arête dans le cas des essais de choc Charpy ou Izod ou des surfaces
de percussion ou des brides de fixation dans le cas des essais de choc-traction (voir l’ISO 8256, méthodes
d’essai A et B, respectivement).
5.2.2.3 Poids supplémentaires (facultatif) – pour augmenter la capacité énergétique potentielle du
pendule.
NOTE Plusieurs modèles de pendules sont acceptables s'ils satisfont aux exigences de la présente Norme
internationale.
5.2.3 Enclumes, supports, brides de fixation et/ou portes-éprouvettes
5.2.3.1 Enclumes et supports, dans le cas des essais de choc Charpy.
Les supports d'éprouvettes Charpy et les enclumes doivent être situés sur chaque côté du plan d'oscillation
du pendule. Les enclumes doivent être installées de façon perpendiculaire aux supports et au plan
d'oscillation du pendule. L'éprouvette repose essentiellement sur les supports et l'enclume absorbe la réaction
du choc exercé sur l'éprouvette.
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5.2.3.2 Dispositif de serrage, dans le cas des essais de choc Izod.
5.2.3.3 Brides de fixation ou butées, dans le cas des essais de choc-traction (voir l'ISO 8256,
Méthodes A et B).
5.2.3.4 Mors de traction, dans le cas des essais de choc-traction (voir l'ISO 8256, Méthodes A et B).
5.2.4 Dispositif indicateur de l'énergie absorbée (par exemple échelle avec pointeur à friction ou
dispositif indicateur électronique)
6 Mode opératoire de vérification et d'inspection d'une machine d'essai de choc
pendulaire
6.1 Certification de la conception de la machine et du fabricant
Plusieurs aspects de la conception et de la fabrication d'une machine de choc sont essentiels pour ses
performances et ne peuvent être certifiés qu'au moment de la fabrication par le fabricant, y compris
notamment (voir le Tableau 1) :
6.1.1 Centre de percussion.
6.1.2 Axe de rotation.
6.1.3 Plan d'oscillation du pendule.
6.1.4 Masse du bâti.
À moins que le rapport m /m de la masse du bâti et à la masse du plus lourd pendule utilisé soit d'au
F P,max
moins 40, le bâti doit être boulonné sur un banc d'essai rigide.
NOTE Étant donné que de nombreuses machines peuvent ne pas avoir été fournies avec les certificats du fabricant
détaillant le rapport de la masse du bâti à la masse du pendule, il est fortement recommandé de boulonner la machine au
banc d'essai et de la mettre à niveau avec des cales.
Tableau 1 — Éléments constitutifs d'une machine de choc à certifier uniquement au moment de la
fabrication
Paramètre Unité Valeur
Centre de percussion Plus haut que le centre de percussion du
pendule au moment du choc et dans le
⎯
plan d'oscillation du pendule
⎯
a
Horizontalité de l'axe de rotation du pendule Parallèle au plan de référence au
± 2/1 000 près
o
Plan d'oscillation par rapport à l'axe de rotation (90 ± 0,1) à l'axe de rotation
Masse du bâti kg Au moins 40 fois le poids du pendule le
plus lourd utilisé ou boulonné à un banc
lourd.
a
Le plan de référence d'une machine spécifique variera en fonction du fabricant.
6.2 Vérification sur site du bâti de la machine
La vérification sur site du bâti de la machine doit consister en la détermination des éléments suivants (voir le
Tableau 4).
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6.2.1 Installation
La machine d'essai de choc pendulaire doit être installée sur un banc ou une table robuste dans une zone
exempte de vibrations. Si la machine est équipée de vis de réglage du niveau, les vis de réglage doivent être
fixées après la mise à niveau afin de maintenir le bâti en position et la rigidité du montage.
Pendant un essai de choc, il ne doit pas y avoir de déplacement visible du bâti sur son support. Vérifier qu'il
n'y a pas de mouvement de la machine ou du banc d'essai en configurant la machine avec le pendule ayant la
capacité énergétique la plus élevée disponible sur la machine. Verrouiller le pendule et placer un niveau sur la
base. Libérer le pendule et observer le niveau pour détecter tout mouvement de la bulle. Tout mouvement de
la bulle observé exige de monter la machine d'une manière plus sûre.
6.2.2 Planéité
Déterminer la planéité du plan de référence dans la direction de l'oscillation et perpendiculairement à
l'oscillation.
6.2.3 Jeu axial des paliers du pendule
Le jeu axial dans les paliers de la tige du pendule dans la direction axiale ne doit pas dépasser 0,25 mm.
6.2.4 Jeu radial des paliers du pendule
Déterminer le jeu radial de l'arbre dans les paliers du pendule lorsqu'un couple d'environ 10 N est appliqué
dans des directions alternées perpendiculaires au plan d'oscillation du pendule. Il convient que le jeu total
dans la direction radiale ne dépasse pas 0,05 mm.
6.2.5 Mécanisme destiné à maintenir ou libérer le pendule
Le mécanisme destiné à libérer le pendule de sa position initiale doit être soumis à un examen visuel. Un
mécanisme de libération qui fonctionne correctement fonctionne librement et permet de libérer le pendule
sans impulsion initiale, retard ou vibration latérale ou toute autre interférence qui entraînerait une perte
d'énergie.
6.2.6 Position de suspension libre (distance entre l'arête du percuteur et le centre de gravité du
pendule, D )
1
Pour les machines Izod et Charpy, contrôler la distance entre l'arête du percuteur du pendule de suspension
libre et une éprouvette de référence Izod/Charpy, positionnée sur les enclumes ou fixée sur le dispositif de
serrage. La position de suspension libre doit être déterminée pour chaque pendule disponible, ou pour les
modèles qui permettent des poids supplémentaires, sans poids installé et avec la masse la plus lourde
installée disponible.
Pour les instruments équipés d'un dispositif indicateur numérique, la position zéro de l'encodeur doit être
réglée avec le pendule dans la position de suspension libre. Suivre les instructions du fabricant pour la remise
à zéro de l'encodeur.
6.2.7 Contact entre l'éprouvette et l'arête du percuteur (Izod/Charpy)
Dans le cas des essais de choc Izod et Charpy, le percuteur doit être en contact sur toute la largeur de
l'éprouvette de référence pour les essais de choc Izod/Charpy.
NOTE Une méthode de vérification est la suivante : envelopper une éprouvette de référence pour les essais de choc
Izod/Charpy serrée dans une feuille de papier (en utilisant par exemple du ruban adhésif) et la placer sur les supports ou
sur la bride de fixation. Envelopper de la même manière l'arête du percuteur dans du papier carbone, la partie carbone la
plus à l'extérieur (pas contre l'arête). Remonter le pendule de quelques degrés par rapport à sa position d'équilibre puis le
relâcher de manière qu'il vienne percuter l'éprouvette de référence pour les essais de choc Izod/Charpy, mais une seule
fois. Il convient que la marque laissée par le papier carbone sur le papier couvrant l'éprouvette de référence pour les
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essais de choc Izod/Charpy s'étende complètement sur le papier. Cet essai peut être réalisé en même temps que la
vérification de l'angle de contact entre le percuteur et l'éprouvette de référence pour les essais de choc Izod/Charpy.
6.3 Vérification du pendule de la machine
La vérification du pendule (y compris le percuteur) doit consister en la détermination des grandeurs
suivantes :
6.3.1 Énergie potentielle, E
Le Tableau 2 montre les valeurs d'énergie potentielle nominale des pendules généralement utilisés dans les
machines Charpy, Izod et de choc-traction. L'énergie potentielle, E, doit être déterminée comme suit :
a) Le moment du pendule est déterminé en maintenant le pendule à une distance choisie, L , à partir de
H
l'axe de rotation au moyen d'une arête de couteau sur une balance ou un dynamomètre de manière à ce
que la ligne à travers l'axe de rotation qui rejoint le centre de gravité du pendule soit horizontale
au 45/1 000 près [voir la Figure 1.a)].
b) La force, F , en newtons, à L et la longueur L , en mètres, doivent chacune être déterminées avec une
H H H
exactitude de ± 1,0 %. Le moment, M, est le produit F × L .
H H
NOTE La longueur L peut être égale à la longueur L .
H P
c) Calculer le moment horizontal, M , du pendule, en newtons mètres, autour de l'axe de rotation, à l'aide
H
de la formule :
MF= L
HHH
(1)
d) Mesurer l'angle de libération, α [ voir la Figure 1b)], avec une précision Δα qui correspond à une
0 0
précision relative de 1/400 de l'énergie potentielle E et, s'il y a lieu, l'angle au moment du choc α
I
à 0,25° près. Ainsi, pour des angles de libération de 140°, 150° et 160°, Δα prend respectivement les
0
valeurs de 0,39°, 0,54° et 0,81°.
e) Calculer l'énergie potentielle, E, du pendule à l'aide de la formule :
E =M (1−cosα ) (2)
H 0
où
E est l'énergie potentielle du pendule, en joules ;
M est le moment horizontal du pendule, en newtons mètres [voir la formule (1)] ;
H
α est l'angle de libération, en degrés ;
0
α est l'angle au moment du choc, en degrés.
Ι
NOTE Dans certains cas, il peut s'avérer nécessaire de retirer le pendule de la machine pour déterminer son moment,
M , selon la méthode décrite.
H
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Tableau 2 — Caractéristiques de base des machines d'essai de choc Charpy, de choc-traction et de
choc Izod
Énergie potentielle Type d'essai Vitesse à l'impact Pertes maximales
nominale admissibles dues au
v frottement sans
Ι
E éprouvette
m/s
J % de E
0,5 Charpy 4
1,0 Charpy 2
2,0 Charpy/traction 2,9 (± 10 %) 1
4,0 Charpy/traction 0,5
5,0 Charpy 0,5
7,5 Charpy/traction
15 Charpy/traction
3,8 (± 10 %)
25 Charpy/traction 0,5
50 Charpy/traction
1,0 Izod 2
2,75 Izod 1
5,5 Izod 3,5 (± 10 %) 0,5
11 Izod 0,5
22 Izod 0,5
6.3.2 Longueur de pendule, L
P
La longueur de pendule, L , doit être certifiée par le fabricant au moment de la fabrication. En conditions
P
normales, il convient de ne pas la modifier, mais elle doit être vérifiée en cas de réparation ou de
remplacement dans le cadre du mode opératoire d'étalonnage. La longueur de pendule doit être déterminée
pour chaque pendule disponible.
Déterminer la longueur de pendule avec la précision spécifiée (voir le Tableau 3).
La longueur de pendule est vérifiée en mesurant la période d'oscillation (durée d'oscillation), T , du pendule.
P
Remonter le pendule et le libérer d'une hauteur qui entraîne une oscillation de 5° au maximum, en moyenne,
et mesurer la durée d'une oscillation complète en secondes. Déterminer la période d'oscillation comme la
moyenne de quatre déterminations.
Tableau 3 — Exemples du nombre minimal d'oscillations pour la détermination de T
P
L T Exactitude du Nombre minimal
P
P
mesurage du d'oscillations
temps
m s s n
0,225 0,95 0,1 50
0,01 10
0,390 1,25 0,1 50
0,01 10
NOTE Il est généralement considéré que les chronomètres manuels fournissent des mesures avec une exactitude de
0,1 s. Des chronomètres électroniques intégrés sont nécessaires pour obtenir une exactitude plus importante du
mesurage du temps.
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Déterminer la longueur de pendule, L , à partir de la période d'oscillation, T , du pendule à l'aide de la
P P
formule :
2
gT
P
L = (3)
P
2
4π
où
T est la période d'oscillation du pendule, en secondes.
P
2
g est prise égale à 9,81 m/s , toutefois, si l'accélération locale de la gravité est connue ou estimée
2
significativement différente de 9,81 m/s , l'accélération locale de la gravité doit être utilisée ;
2
π est prise égale à 9,87.
2
Par conséquent, en mètres, L = 0,2485 T .
P P
La valeur de T doit être déterminée avec une précision de 0,5 %.
P
6.3.3 Vitesse du pendule au moment de l'impact, v
Ι
La vitesse à l'impact requise, v , doit avoir la valeur indiquée dans le Tableau 4, respectivement pour les
Ι
essais de choc Charpy, de choc Izod et de choc-traction.
Déterminer la vitesse à l'impact à l'aide de la formule
...
Questions, Comments and Discussion
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