ISO 20505:2023

Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Mechanical properties of ceramic composites at room temperature — Determination of the interlaminar shear strength and shear modulus of continuous-fibre-reinforced composites by the compression of double-notched test pieces and by the Iosipescu test

This document specifies a method for the determination of interlaminar shear strength at ambient temperature by the compression of a double-notched test piece and a method for the determination of interlaminar shear strength and modulus at ambient temperature by the Iosipescu test. This document applies to all ceramic matrix composites with a continuous fibre reinforcement, having unidirectional (1D), bidirectional (2D) and multidirectional (xD, with x > 2) fibre architecture, where a major part of reinforcements is a stack of plies. This document is applicable to material development, material comparison, quality assurance, characterization, reliability and design data generation. The simpler compression test method of a double-notched test piece is applicable only when the shear strength has to be measured.

Céramiques techniques — Propriétés mécaniques des céramiques composites à température ambiante — Détermination de la résistance au cisaillement interlaminaire et du module de cisaillement des composites renforcés par des fibres continues, par la compression d’éprouvettes à double entaille et par l’essai Iosipescu

Le présent document spécifie une méthode permettant de déterminer la résistance au cisaillement interlaminaire à température ambiante, par la compression d’une éprouvette à double entaille, ainsi qu’une autre méthode pour déterminer la résistance au cisaillement interlaminaire et le module de cisaillement à température ambiante par l’essai Iosipescu. Le présent document s’applique à tous les composites à matrice céramique renforcés par des fibres continues, présentant une architecture de fibres unidirectionnelle (1D), bidirectionnelle (2D) et multidirectionnelle (xD, avec x > 2), la majeure partie du renfort étant constituée d’un empilement de strates. Le présent document s’applique au développement et à la comparaison de matériaux ainsi qu’à l’assurance de la qualité, la caractérisation, la fiabilité et la production de données de conception. La méthode plus simple d’essai de compression d’une éprouvette à double entaille s’applique uniquement lorsque la résistance au cisaillement doit être mesurée.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 03-Oct-2023
• ICS: 81.060.30 - Advanced ceramics
• Technical Committee: ISO/TC 206 - Fine ceramics
• Drafting Committee: ISO/TC 206 - Fine ceramics
• Current Stage: 6060 - International Standard published
• Start Date: 04-Oct-2023
• Due Date: 20-Nov-2023
• Completion Date: 04-Oct-2023

Relations

• Revises: ISO 20505:2005 - Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Determination of the interlaminar shear strength of continuous-fibre-reinforced composites at ambient temperature by the compression of double-notched test pieces and by the Iosipescu test
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20505
Second edition
2023-10
Fine ceramics (advanced ceramics,
advanced technical ceramics) —
Mechanical properties of ceramic
composites at room temperature —
Determination of the interlaminar
shear strength and shear modulus
of continuous-fibre-reinforced
composites by the compression of
double-notched test pieces and by the
Iosipescu test
Céramiques techniques — Propriétés mécaniques des céramiques
composites à température ambiante — Détermination de la
résistance au cisaillement interlaminaire et du module de cisaillement
des composites renforcés par des fibres continues, par la compression
d’éprouvettes à double entaille et par l’essai Iosipescu
Reference number
© ISO 2023
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 4
4.1 General . 4
4.2 Double-notched test . 4
4.3 Iosipescu test . 4
5 Apparatus . 5
5.1 Test machine . 5
5.2 Load train . 5
5.2.1 Generalities . 5
5.2.2 Test fixtures . 6
5.3 Strain gauges for Iosipescu test specimen . 8
5.4 Data acquisition . 9
5.5 Dimension-measuring devices . 9
6 Test specimens . 9
6.1 Double-notched test piece . 9
6.2 Iosipescu test piece . 11
7 Test specimen preparation .12
7.1 Machining and preparation . 12
7.2 Bonding of the gauges . 12
7.3 Number of test specimens .12
8 Test procedures .12
8.1 Displacement rate .12
8.2 Measurement of test specimen dimensions . 13
8.3 Testing technique . 13
8.3.1 Specimen mounting . 13
8.3.2 Measurements . 14
8.4 Test validity . 15
9 Calculation of results .16
9.1 Shear strength . 16
9.1.1 Double-notched test piece . 16
9.1.2 Iosipescu test piece . 16
9.2 Shear strain (Iosipescu test) . 17
9.3 Shear-stress-shear-strain curves . 17
9.4 Elastic shear modulus, pseudo-elastic shear modulus . 17
9.5 Statistics . 18
10 Report .18
Annex A (informative) New materials: verification of shear stress field in the Iosipescu test .20
Bibliography .21
iii
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 document 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).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use
of (a) patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed
patent rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received
notice of (a) patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are
cautioned that this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent
database available at www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all
such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 206, Fine ceramics.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 20505:2005), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— Scope revised to include the possibility of measuring the interlaminar shear modulus through the
use of a gauges-instrumented Iosipescu sample;
— new entries added to Clause 3;
— 5.3 and 7.2 specify requirements on the gauges-instrumented Iosipescu sample;
— 9.3, 9.4 and 9.5 define formulae to determine the shear modulus;
— material orientation added to Figure 2 and Figure 3;
— subclause on test validity added (8.4);
— Table 1 and Table 2 updated;
— Annex A replaced by a method to verify the shear stress field in the Iosipescu test to ensure that that
there are no coupling effects that make this document unsuitable for determining the interlaminar
shear properties of the material;
— minor editorial corrections;
— structure revised;
— symbols and notation modified in accordance with ISO 19634.
iv
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
INTERNATIONAL STANDARD ISO 20505:2023(E)
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical
ceramics) — Mechanical properties of ceramic composites
at room temperature — Determination of the interlaminar
shear strength and shear modulus of continuous-fibre-
reinforced composites by the compression of double-
notched test pieces and by the Iosipescu test
1 Scope
This document specifies a method for the determination of interlaminar shear strength at ambient
temperature by the compression of a double-notched test piece and a method for the determination of
interlaminar shear strength and modulus at ambient temperature by the Iosipescu test. This document
applies to all ceramic matrix composites with a continuous fibre reinforcement, having unidirectional
(1D), bidirectional (2D) and multidirectional (xD, with x > 2) fibre architecture, where a major part of
reinforcements is a stack of plies.
This document is applicable to material development, material comparison, quality assurance,
characterization, reliability and design data generation. The simpler compression test method of a
double-notched test piece is applicable only when the shear strength has to be measured.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements 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 3611, Geometrical product specifications (GPS) — Dimensional measuring equipment: Micrometers for
external m
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 20505
Deuxième édition
2023-10
Céramiques techniques — Propriétés
mécaniques des céramiques
composites à température ambiante
— Détermination de la résistance
au cisaillement interlaminaire
et du module de cisaillement des
composites renforcés par des fibres
continues, par la compression
d’éprouvettes à double entaille et par
l’essai Iosipescu
Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) —
Mechanical properties of ceramic composites at room temperature —
Determination of the interlaminar shear strength and shear modulus
of continuous-fibre-reinforced composites by the compression of
double-notched test pieces and by the Iosipescu test
Numéro de référence
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© ISO 2023
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ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: [phone]
E-mail: [e-mail]
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe. 4
4.1 Généralités . 4
4.2 Essai à double entaille . 4
4.3 Essai Iosipescu . 4
5 Appareillage . 5
5.1 Machine d’essai . 5
5.2 Système de mise en charge . 5
5.2.1 Généralités . 5
5.2.2 Dispositifs d’essai . 6
5.3 Jauges de déformation pour éprouvette Iosipescu . 8
5.4 Acquisition de données . 9
5.5 Dispositifs de mesure des dimensions . 9
6 Éprouvettes. 9
6.1 Éprouvettes à double entaille . 9
6.2 Éprouvette Iosipescu . 11
7 Préparation des éprouvettes .12
7.1 Usinage et préparation . 12
7.2 Collage des jauges . 12
7.3 Nombre d’éprouvettes . 12
8 Modes opératoires d’essai .13
8.1 Vitesse de déplacement . 13
8.2 Mesurage des dimensions des éprouvettes . 13
8.3 Conduite de l’essai . 13
8.3.1 Montage des éprouvettes . 13
8.3.2 Mesurages. 14
8.4 Validité de l’essai . 15
9 Calcul des résultats .16
9.1 Résistance au cisaillement . 16
9.1.1 Éprouvettes à double entaille . 16
9.1.2 Éprouvette Iosipescu . 17
9.2 Cisaillement (essai Iosipescu) . 17
9.3 Courbes contrainte-cisaillement . 17
9.4 Modules de cisaillement élastique et pseudo-élastique . 18
9.5 Statistiques . 18
10 Rapport d’essai .19
Annexe A (informative) Vérification du champ de contraintes de cisaillement dans l’essai
Iosipescu .20
Bibliographie .21
iii
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’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner
l’utilisation d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et
à l’applicabilité de tout droit de propriété revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent
document, l’ISO n’avait pas reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa
mise en application. Toutefois, il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent
document que des informations plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de
brevets, disponible à l’adresse www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
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 nature volontaire des normes, 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’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/fr/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 206, Céramiques techniques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 20505:2005), qui a fait l’objet d’une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— révision du domaine d’application afin d’introduire la possibilité de mesurer le module de cisaillement
interlaminaire en utilisant un échantillon Iosipescu équipé de jauges;
— ajout de nouvelles entrées à l’Article 3;
— spécification en 5.3 et 7.2 des exigences relatives à l’échantillon Iosipescu équipé de jauges;
— définition en 9.3, 9.4 et 9.5 des formules de calcul du module de cisaillement;
— ajout de l’orientation du matériau à la Figure 2 et la Figure 3;
— ajout d’un paragraphe concernant la validité de l’essai (8.4);
— mise à jour du Tableau 1 et du Tableau 2;
— remplacement de l’Annexe A par une méthode de vérification du champ de contraintes de
cisaillement dans l’essai Iosipescu pour s’assurer qu’il n’y a aucun effet de couplage qui empêcherait
la détermination des caractéristiques de cisaillement interlaminaire du matériau en utilisant le
présent document;
iv
— modifications mineures d’ordre rédactionnel;
— structure révisée;
— symboles et notation modifiés conformément à l’ISO 19634.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
NORME INTERNATIONALE ISO 20505:2023(F)
Céramiques techniques — Propriétés mécaniques
des céramiques composites à température ambiante
— Détermination de la résistance au cisaillement
interlaminaire et du module de cisaillement des
composites renforcés par des fibres continues, par la
compression d’éprouvettes à double entaille et par l’essai
Iosipescu
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie une méthode permettant de déterminer la résistance au cisaillement
interlaminaire à température ambiante, par la compression d’une éprouvette à double entaille,
ainsi qu’une autre méthode pour déterminer la résistance au cisaillement interlaminaire et le module
de cisaillement à température ambiante par l’essai Iosipescu. Le présent document s’applique à tous
les composites à matrice céramique renforcés par des fibres conti
...