ISO 37:2011
(Main)Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-strain properties
ISO 37:2011 describes a method for the determination of the tensile stress-strain properties of vulcanized and thermoplastic rubbers. The properties which can be determined are tensile strength, elongation at break, stress at a given elongation, elongation at a given stress, stress at yield and elongation at yield. The measurement of stress and strain at yield applies only to some thermoplastic rubbers and certain other compounds.
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des caractéristiques de contrainte-déformation en traction
L'ISO 37:2011 décrit une méthode pour la détermination des caractéristiques de contrainte-déformation en traction des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques. Les caractéristiques susceptibles d'être déterminées sont la résistance à la traction, l'allongement à la rupture, la contrainte pour une déformation donnée, l'allongement sous une contrainte donnée, la contrainte au seuil visco-élastique et l'allongement au seuil visco-élastique. Le mesurage de la contrainte de traction et de l'allongement au seuil visco-élastique ne s'applique qu'à certains caoutchoucs thermoplastiques et à certains autres mélanges.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 37
Fifth edition
2011-12-15
Rubber, vulcanized or thermoplastic —
Determination of tensile stress-strain
properties
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des
caractéristiques de contrainte-déformation en traction
Reference number
©
ISO 2011
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Contents Page
Foreword . iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 4
5 General . 4
6 Test pieces . 5
7 Apparatus . 6
8 Number of test pieces . 9
9 Preparation of test pieces. 10
10 Conditioning of sample and test pieces . 10
11 Marking of dumb-bell test pieces . 11
12 Measurement of test pieces . 11
13 Procedure . 11
14 Temperature of test . 12
15 Calculation of results . 12
16 Expression of results . 15
17 Precision . 15
18 Test report . 15
Annex A (informative) Preparation of type B ring test pieces . 16
Annex B (informative) Precision . 19
Annex C (informative) Analysis of ITP data and dumb-bell shape . 23
Bibliography . 27
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 37 was prepared by Technical Committee ISO/TC 45, Rubber and rubber products, Subcommittee SC 2,
Testing and analysis.
This fifth edition cancels and replaces the fourth edition (ISO 37:2005), which has been technically revised. It
also incorporates the Technical Corrigendum ISO 37:2005/Cor.1:2008.
The technical changes mainly concern the testing of ring test pieces, which is now described in more detail.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 37:2011(E)
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile
stress-strain properties
WARNING — Persons using this International Standard should be familiar with normal laboratory
practice. This standard does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with
its use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
ensure compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — Certain procedures specified in this International Standard might involve the use or
generation of substances, or the generation of waste, that could constitute a local environmental
hazard. Reference should be made to appropriate documentation on safe handling and disposal after
use.
1 Scope
This International Standard describes a method for the determination of the tensile stress-strain properties of
vulcanized and thermoplastic rubbers.
The properties which can be determined are tensile strength, elongation at break, stress at a given elongation,
elongation at a given stress, stress at yield and elongation at yield. The measurement of stress and strain at
yield applies only to some thermoplastic rubbers and certain other compounds.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 5893, Rubber and plastics test equipment — Tensile, flexural and compression types (constant rate of
traverse) — Specification
ISO 23529:2010, Rubber — General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test
methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
tensile stress
S
stress applied so as to extend the test piece
NOTE It is calculated as the applied force per unit area of the original cross-section of the test length.
3.2
elongation
E
tensile strain, expressed as a percentage of the test length, produced in the test piece by a tensile stress
3.3
tensile strength
TS
maximum tensile stress recorded in extending the test piece to breaking point
NOTE See Figures 1a) to 1c).
3.4
tensile strength at break
TS
b
tensile stress recorded at the moment of rupture
NOTE 1 See Figures 1a) to 1c).
NOTE 2 The values of TS and TS might be different if, after yield at S , the elongation continues and is accompanied
b y
by a drop in stress, resulting in TS being lower than TS [see Figure 1c)].
b
3.5
elongation at break
E
b
tensile strain in the test length at breaking point
NOTE See Figures 1a) to 1c).
3.6
elongation at a given stress
E
s
tensile strain in the test length when the test piece is subjected to a given tensile stress
3.7
stress at a given elongation
S
e
tensile stress in the test length required to produce a given elongation
NOTE In the rubber industry, this definition is widely identified with the term “modulus” and care should be taken to
avoid confusion with the other use of “modulus” to denote the slope of the stress-strain curve at a given elongation.
3.8
tensile stress at yield
S
y
tensile stress at the first point on the stress-strain curve where some further increase in strain occurs without
any increase in stress
NOTE This might correspond either to a point of inflection [see Figure 1b)] or to a maximum [see Figure 1c)].
3.9
elongation at yield
E
y
tensile strain at the first point on the stress-strain curve where some further increase in strain is not
accompanied by an increase in stress
NOTE See Figures 1b) and 1c).
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Key
E elongation S stress at yield
y
E elongation at break TS tensile strength
b
E elongation at yield TS tensile strength at break
y b
S stress Y yield point
Figure 1 — Illustration of tensile terms
3.10
test length of a dumb-bell
initial distance between reference points within the length of the narrow portion of a dumb-bell test piece used
to measure elongation
NOTE See Figure 2.
4 Principle
Standard test pieces, either dumb-bells or rings, are stretched in a tensile-testing machine at a constant rate
of traverse of the driven grip or pulley. Readings of force and elongation are taken as required during the
uninterrupted stretching of the test piece and when it breaks.
5 General
Dumb-bell and ring test pieces do not necessarily give the same values for their respective stress-strain
properties. This is mainly because in stretched rings the stress is not uniform over the cross-section. A second
factor is in the existence of “grain” which might cause dumb-bells to give different values depending on
whether their length is parallel or at right angles to the grain.
The main points to be noted in choosing between rings and dumb-bells are as follows:
a) Tensile strength
Dumb-bells are preferable for determination of tensile strength. Rings give lower, sometimes much lower,
values than dumb-bells.
b) Elongation at break
Rings give approximately the same values as dumb-bells, provided that
1) the elongation of rings is calculated as a percentage of the initial internal circumference and
2) dumb-bells are cut at right angles to the grain if this is present to a significant degree.
Dumb-bells shall be used if it is required to study grain effects, as rings are not suitable for this purpose.
c) Elongation at a given stress and stress at a given elongation
The larger dumb-bells (types 1, 2 and 1A) are generally preferred.
Rings and dumb-bells give approximately the same values provided that
1) the elongation of rings is calculated as a percentage of the initial mean circumference and
2) the average value is taken for dumb-bells cut parallel and at right angles to the grain if this is present
to a significant degree.
Rings might be preferred in automated testing, due to the ease of handling of the test pieces, and in the
determination of stress at a given strain.
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6 Test pieces
6.1 General
Miniature test pieces might give somewhat different, usually higher, values for tensile strength and elongation
at break than the larger test pieces.
Seven types of test piece are provided, i.e. dumb-bell-shaped types 1, 2, 3, 4 and 1A and ring-shaped types A
(normal) and B (miniature). The results obtained for a given material are likely to vary according to the type of
test piece used, and the results obtained for different materials should therefore not be regarded as
comparable unless the same type of test piece has been used.
When preparation of test pieces requires buffing or thickness adjustment, results might be affected.
6.2 Dumb-bells
Dumb-bell test pieces shall have the outline shown in Figure 2.
Key
1 test length (see Table 1)
Figure 2 — Shape of dumb-bell test pieces
The standard thickness of the narrow portion shall be 2,0 mm 0,2 mm for types 1, 2, 3 and 1A and
1,0 mm 0,1 mm for type 4.
The test length shall be in accordance with Table 1.
The other dimensions of the dumb-bells shall be as produced by the appropriate die (see Table 2).
For non-standard test pieces, e.g. those taken from finished products, the maximum thickness of the narrow
portion shall be 3,0 mm for types 1 and 1A, 2,5 mm for types 2 and 3, and 2,0 mm for type 4.
Table 1 — Test length of dumb-bells
Type of test piece Type 1 Type 1A Type 2 Type 3 Type 4
a
Test length (mm) 25 0,5 20 0,5 10 0,5 10 0,5
20 0,5
a
The test length shall not exceed the length of the narrow portion of the test piece (dimension C in Table 2).
Type 3 and 4 dumb-bell test pieces shall only be used where insufficient material is available for the larger test
pieces. These test pieces are particularly suitable for testing products and are used in certain product
standards, e.g. type 3 dumb-bells have been used for testing pipe sealing rings and cable coverings.
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 37
Cinquième édition
2011-12-15
Caoutchouc vulcanisé ou
thermoplastique — Détermination des
caractéristiques de contrainte-
déformation en traction
Rubber, vulcanized or thermoplastic — Determination of tensile stress-
strain properties
Numéro de référence
©
ISO 2011
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Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos . iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Principe . 4
5 Généralités . 4
6 Éprouvettes . 5
7 Appareillage . 6
8 Nombre d'éprouvettes . 10
9 Préparation des éprouvettes . 10
10 Conditionnement des échantillons et des éprouvettes . 11
11 Marquage des éprouvettes haltères . 11
12 Mesurage des éprouvettes . 12
13 Mode opératoire . 12
14 Température d'essai . 13
15 Calcul des résultats . 13
16 Expression des résultats . 16
17 Fidélité . 16
18 Rapport d'essai . 16
Annexe A (informative) Préparation des éprouvettes annulaires de type B . 18
Annexe B (informative) Fidélité . 21
Annexe C (informative) Analyse des données d'ITP avec la forme haltère . 25
Bibliographie . 30
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 37 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 45, Élastomères et produits à base d'élastomères,
sous-comité SC 2, Essais et analyses.
Cette cinquième édition annule et remplace la quatrième édition (ISO 37:2005), qui a fait l'objet d'une révision
technique. Elle incorpore également le Rectificatif technique ISO 37:2005/Cor.1:2008.
Les modifications techniques concernent principalement les essais réalisés sur les éprouvettes annulaires, qui
sont maintenant décrits plus en détail.
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NORME INTERNATIONALE ISO 37:2011(F)
Caoutchouc vulcanisé ou thermoplastique — Détermination des
caractéristiques de contrainte-déformation en traction
AVERTISSEMENT — Il convient que l'utilisateur de la présente Norme internationale connaisse bien
les pratiques courantes de laboratoire. La présente Norme internationale n'a pas pour but de traiter
tous les problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l'utilisateur
d'établir des pratiques appropriées en matière d'hygiène et de sécurité, et de s'assurer de la
conformité à la réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Certains modes opératoires spécifiés dans la présente Norme internationale peuvent
impliquer l'utilisation ou la génération de substances ou de déchets pouvant représenter un danger
environnemental local. Il convient de se référer à la documentation appropriée concernant la
manipulation et l'élimination après usage en toute sécurité.
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale décrit une méthode pour la détermination des caractéristiques de
contrainte-déformation en traction des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques.
Les caractéristiques susceptibles d'être déterminées sont la résistance à la traction, l’allongement à la rupture,
la contrainte pour une déformation donnée, l’allongement sous une contrainte donnée, la contrainte au seuil
visco-élastique et l’allongement au seuil visco-élastique. Le mesurage de la contrainte de traction et de
l'allongement au seuil visco-élastique ne s'applique qu'à certains caoutchoucs thermoplastiques et à certains
autres mélanges.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 5893, Appareils d'essai du caoutchouc et des plastiques — Types pour traction, flexion et compression
(vitesse de translation constante) — Spécifications
ISO 23529:2010, Caoutchouc — Procédures générales pour la préparation et le conditionnement des
éprouvettes pour les méthodes d'essais physiques
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
3.1
contrainte de traction
S
contrainte appliquée de façon à étirer l'éprouvette
NOTE Elle est calculée comme la force appliquée par unité de surface de la section initiale de la longueur de la base
de mesure.
3.2
allongement
E
déformation en traction résultant d'une contrainte de traction exercée sur l'éprouvette, exprimée en
pourcentage de la longueur de la base de mesure
3.3
résistance à la traction
TS
contrainte de traction maximale enregistrée au cours de l'étirement de l'éprouvette jusqu'au point de rupture
NOTE Voir les Figures 1 a) à 1 c).
3.4
résistance à la rupture
TS
b
contrainte de traction enregistrée au moment où se produit la rupture
NOTE 1 Voir les Figures 1 a) à 1 c).
NOTE 2 Les valeurs de TS et TS peuvent être différentes si l'allongement se poursuit au-delà du seuil visco-élastique
b
S et s'il est accompagné d'une diminution de la contrainte, TS étant alors inférieure à TS [voir la Figure 1 c)].
y b
3.5
allongement à la rupture
E
b
allongement de la longueur de la base de mesure au moment de la rupture
NOTE Voir les Figures 1 a) à 1 c).
3.6
allongement sous une contrainte donnée
E
s
allongement de la longueur de la base de mesure de l'éprouvette soumise à une contrainte de traction
donnée
3.7
contrainte pour un allongement donné
S
e
contrainte de traction exercée sur la longueur de la base de mesure, nécessaire pour produire un allongement
donné
NOTE Dans l'industrie du caoutchouc, cette définition est souvent utilisée avec le terme «module» et il convient de
veiller à éviter toute confusion avec l'autre acception de «module», utilisée pour caractériser la pente d'une courbe
contrainte-déformation pour un allongement donné.
3.8
contrainte de traction au seuil visco-élastique
S
y
contrainte de traction correspondant au premier point sur la courbe contrainte-déformation où un
accroissement supplémentaire de la déformation n'est pas accompagné d'une augmentation de la contrainte
NOTE Cela peut correspondre soit à un point d'inflexion [voir la Figure 1 b)], soit à un maximum [voir la Figure 1 c)].
2 © ISO 2011 – Tous droits réservés
Légende
E S
allongement contrainte de traction au seuil visco-élastique
y
E allongement à la rupture TS résistance à la traction
b
E allongement au seuil visco-élastique TS résistance à la rupture
y b
S contrainte de traction seuil visco-élastique
Y
Figure 1 — Illustration des termes relatifs à la traction
3.9
allongement au seuil visco-élastique
E
y
allongement correspondant au premier point sur la courbe contrainte-déformation où un accroissement
supplémentaire de la déformation n'est pas accompagné d'une augmentation de la contrainte
NOTE Voir les Figures 1 b) à 1 c).
3.10
longueur de la base de mesure des haltères
distance initiale entre les traits de repère portés sur la partie étroite d'une éprouvette haltère servant à
mesurer l'allongement
NOTE Voir la Figure 2.
4 Principe
Les éprouvettes normalisées, en forme d'haltères ou d'anneaux, sont étirées dans une machine d'essai de
traction, la vitesse de déplacement du galet ou de la mâchoire mobile restant constante. La force et
l'allongement sont relevés en fonction des exigences au cours de l'étirement ininterrompu de l'éprouvette et
au moment de la rupture.
5 Généralités
Les éprouvettes haltères et les éprouvettes annulaires ne fournissent pas nécessairement les mêmes valeurs
pour leurs caractéristiques de traction respectives. Cela est principalement dû au fait que, durant la traction
des éprouvettes annulaires, l'effort n'est pas uniforme sur toute l'étendue de leur section. Cela est également
imputable à un second facteur, la présence d'un grain, qui, pour les haltères, peut donner lieu à des valeurs
différentes selon que leur longueur est parallèle ou perpendiculaire à la direction de ce grain.
Les principaux points à retenir pour le choix entre les anneaux et les haltères sont les suivants.
a) Résistance à la traction
Pour déterminer la résistance à la traction, il est préférable d'avoir recours aux haltères. Les valeurs fournies
par les anneaux sont inférieures (parfois très inférieures) à celles obtenues avec les haltères.
b) Allongement à la rupture
Les anneaux fournissent approximativement les mêmes valeurs que les haltères, à condition que
1) l'allongement des anneaux soit calculé en pourcentage de la circonférence intérieure initiale, et que
2) les haltères soient découpés perpendiculairement à la direction du grain, s'il a une influence sensible.
Les haltères doivent être utilisés s'il est nécessaire d'étudier les effets du grain car les anneaux ne sont pas
appropriés à cette fin.
c) Allongement sous une contrainte donnée et contrainte pour un allongement donné
Les éprouvettes haltères de plus grande taille (types 1, 2 et 1A) sont en général préférées.
Les éprouvettes anneaux et les éprouvettes haltères donnent approximativement les mêmes valeurs, à
condition que
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1) l'allongement des anneaux soit calculé en pourcentage de la circonférence moyenne initiale et que
2) la valeur moyenne soit déterminée à partir d'haltères découpés à la fois dans les directions parallèle
et perpendiculaire par rapport au grain, s'il a une influence sensible.
Les anneaux peuvent être préférés pour les essais automatisés, en raison de la facilité de mise en place de
telles éprouvettes ainsi que pour la détermination de la contrainte pour une déformation donnée.
6 Éprouvettes
6.1 Généralités
Par rapport aux éprouvettes plus grandes, les éprou
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.