ISO 6721-6:1996
(Main)Plastics — Determination of dynamic mechanical properties — Part 6: Shear vibration — Non-resonance method
Plastics — Determination of dynamic mechanical properties — Part 6: Shear vibration — Non-resonance method
Describes a shear vibration method for determining the components of the shear complex modulus G/Zeichen) of polymers at frequencies typically in the range 0,01 Hz to 100 Hz. Suitable for measuring dynamic storage moduli in the range 0,1 MPa to 50 MPa. Particularly suited to the measurement of loss factors greater than 0,1.
Plastiques — Détermination des propriétés mécaniques dynamiques — Partie 6: Vibration en cisaillement — Méthode hors résonance
General Information
Relations
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
Is0
STANDARD
6721-6
First edition
1996-05-l 5
- Determination of dynamic
Plastics
mechanical properties -
Part 6:
Shear vibration - Non-resonance method
D&termination des propri&& mkaniques dynamiques -
P/as tiques -
Partie 6: Vibration en cisaillement - M&hode hors ksonance
Reference number
IS0 6721-6:1996(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 6721=6:1996(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide fed-
eration of national standards bodies (IS0 member bodies). The work of
preparing International Standards is normally carried out through IS0 tech-
nical 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. IS0 collabor-
ates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all
matters of electrotechnical standardization.
Draft International Standards adopted by the technical committees are cir-
culated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard IS0 6721-6 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 2, Mechanical properties.
- Part 7: General principles
- Part 2: Torsion-pendulum method
- Part 3: Flexural vibration - Resonance-curve method
- Part 4: Tensile vibration - Non-resonance method
- Part 5: Flexural vibration - Non-resonance method
- Part 6: Shear vibration - Non-resonance method
- Part 7: Torsional vibration - Non-resonance method
- Part 8: Longitudinal and shear vibration - Wave-propagation method
Sonic-pulse propagation method
- Part 9: Tensile vibration -
- Part 7 0: Dynamic shear viscosity using a parallel-plate oscillatory
rheometer
0 IS0 1996
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and
microfilm, without permission in writing from the publisher.
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Printed in Switzerland
ii
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IS0 6721=6:1996(E)
INTERNATIONAL STANDARD o IS0
Plastics - Determination of dynamic mechanical
properties -
Part 6:
Non-resonance method
Shear vibration -
1 Scope IS0 6721-2:1994, Plastics - Determination of dy-
namic mechanical properties - Part 2: Torsion-
pendulum method.
This part of IS0 6721 describes a forced, non-
resonance method for determining the components of
IS0 6721-7:1996, Plastics - Determination of dy-
the shear complex modulus G* of polymers at fre-
namic mechanical properties - Part 7: Torsional vi-
quencies typically in the range 0,Ol Hz to 100 Hz. The
bration - Non-resonance method.
method is suitable for measuring dynamic storage
moduli in the range 0,l MPa to 50 MPa. Although
materials with moduli greater than 50 MPa may be
3 Definitions
studied, more accurate measurements of their dy-
namic shear properties can be made using a torsional See IS0 6721-1:1994, clause 3.
mode of deformation (see parts 2 and 7 of IS0 6721).
4 Principle
This method is particularly suited to the measurement
of loss factors greater than 0,l and may therefore be
A test-specimen assembly is subjected to a sinusoidal
conveniently used to study the variation of dynamic
shear force or deformation at a frequency significantly
properties with temperature and frequency through
below the fundamental shear resonance frequency
most of the glass-rubber relaxation region (see
(see 10.2.1). The amplitudes of the force and dis-
IS0 6721-1:1994, subclause 9.4). The availability of
placement cycles applied to the test-specimen as-
data determined over wide ranges of both frequency
sembly and the phase angle between these cycles
and temperature enables master plots to be derived,
are measured. The storage and loss components of
using frequency/temperature shift procedures, which
the shear complex modulus and the loss factor are
display dynamic properties over an extended fre-
calculated using equations given in clause 10 of this
quency range at different temperatures.
part of IS0 6721.
5 Apparatus
2 Normative references
5.1 Loading assembly
The following standards contain provisions which,
through reference in this text, constitute provisions of The requirements for the loading assembly are that it
this part of IS0 6721. At the time of publication, the
shall permit measurements of the amplitudes of, and
editions indicated were valid. All standards are subject phase angle between, the force and displacement
to revision, and parties to agreements based on this cycles for a test-specimen assembly subjected to a
part of IS0 6721 are encouraged to investigate the sinusoidal shear force or deformation. Various designs
possibility of applying the most recent editions of the of apparatus are possible: a suitable version is shown
standards indicated below. Members of IEC and IS0 schematically in figure 1. The shear test-specimen
maintain registers of currently valid International assembly consists of two identical specimens S of
Standards. the polymer bonded to metal end-pieces PI and P2. A
sinusoidal force is generated by the vibrator V and
applied to the two outer end-pieces PI of the test-
IS0 6721-1 :I 994, Plastics - Determination of dy-
specimen assembly through the clamping device Cl
namic mechanical properties - Part 7: General prin-
ciples. of the shear load stage. The amplitude and frequency
1
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0 IS0
IS0 6721=6:1996(E)
of the vibrator table displacement are variable and 5.2 Electronic data-processing equipment
monitored by the transducer D. The test-specimen
Data-processing equipment shall be capable of record-
assembly is held at its centre P2 by a fixed clamp Cz,
ing the force and displacement cycle amplitudes to an
and thus each specimen S of the polymer is subjected
accuracy of + 1 %, the phase angle between the force
to simple shear deformations of equal magnitude. The
and displacement cycles to an accuracy of + 0,l O and
sinusoidal force applied in deforming the test-
the frequency to an accuracy of + 10 %.
specimen assembly is monitored by a force trans-
ducer F connected to C2. The members between the
clamps Cl and V, and between C2 and F, shall be
5.3 Temperature measurement and control
much stiffer than the test-specimen assembly and
shall have a low thermal conductance if the test-
See IS0 6721-1:1994, subclauses 5.3 and 5.5.
specimen assembly is to be enclosed in a tempera-
ture-controlled cabinet.
NOTE 1 While each member of the loading assembly may 5.4 Devices for measuring test specimen
have a much higher stiffness than the test-specimen
dimensions
assembly, the presence of clamped or bolted connections
can significantly increase the apparatus compliance. It may
See IS0 6721-1 :I 994, subclause 5.6.
then be necessary to apply a compliance correction as
described in section 10.2.3.
A clamping arrangement may be used in which a
6 Test assembly
single specimen of the polymer is subjected to a
simple shear deformation, but precautions shall then
See IS0 6721-1:1994, clause 6.
be taken to ensure that any torque in the loading as-
sembly resulting from the application of load to the
specimen does not influence the measurements of 6.1 Shape and dimensions
the dynamic shear force and displacement. Measure-
A suitable design for the shear test-specimen
ments of the deformation of the specimen may also
assembly is shown in figure 2. Here the metal end-
be made by locating the displacement transducer so
pieces P are cylindrical, but any cross-sectional shape
as to measure the relative displacement of the two
is suitable as long as the end-pieces can be clamped
parts Cl and C2 of the load stage. The magnitude of
rigidly in the shear load stage. The dimensions of the
the correction for the compliance of the loading as-
end-pieces and the polymer specimens S shall be
sembly will then become small or negligible (see
chosen such that the deformation of the end-pieces
10.23).
under an applied load is negligible in comparison with
that of the specimens. For a polymer whose shear
51.1 Load stage
modulus is less than 100 MPa, this will mean that the
thickness of the end-pieces may be comparable with
The shear load stage shall be capable of gripping the
the thickness L of the specimens.
test-specimen assembly with sufficient force to pre-
vent any relative movement between the metal
blocks P of the test-specimen assembly and the load The cross-sectional shape of the polymer specimens
stage clamps, and to maintain the force at low tem- in the plane of their bonded faces is not critical, al-
peratures. Any misalignment of the load stage with though a rectangular section is recommended in order
respect to the force transducer will produce a lateral to simplify the application of a term representing the
component of the force applied to the transducer contribution to the specimen deformation from bend-
during loading of the test-specimen assembly. The ing - see equation (1) in 10.2. The specimens may
alignment of the loading assembly and test-specimen then be conveniently cut from a sheet of the polymer
assembly shall be such that any lateral component and bonded to the end-pieces to construct the shear
recorded by the transducer is less than 1 % of the test-specimen assembly. The dimensions of each
applied longitudinal force. polymer specimen shall not vary by more than 3 % of
the mean value. This dimension shall be sufficiently
large to allow adequate accuracy to be achieved in the
5.1.2 Transducers
determination of dynamic strain and hence dynamic
The term transducer in this part of IS0 6721 refers to
moduli - see equation (1) in 10.2. In addition, it is
any device capable of measuring the applied force or
recommended that the dimension h of the polymer in
displacement, or the ratio of these quantities, as a
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
6721-6
Première édition
1996-05-I 5
Détermination des propriétés
Plastiques -
mécaniques dynamiques -
Partie 6:
Vibration en cisaillement - Méthode hors
résonance
P/as tics - Determination of dynamic mechanical properties -
Part 6: Shear vibration - Non-resonance method
Numéro de référence
KO 6721-6:1996(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 6721=6:1996(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une féderation
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiee aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé a cet effet. Les or-
ganisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comi-
tés membres votants.
La Norme internationale ISO 6721-6 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 2, Propriétés mécaniques
L’ISO 6721 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre géné-
ral Plastiques - De termina tion des proprie tes mécaniques dynamiques:
- Partie 1: Principes généraux
- Partie 2: Methode au pendule de torsion
- Partie 3: Vibration en flexion - Méthode en résonance
- Partie 4: Vibration en traction - Méthode hors résonance
- Partie 5: Vibration en flexion - Méthode hors résonance
- Partie 6: Vibration en cisaillement - Méthode hors résonance
- Partie 7: Vibration en torsion - Méthode hors résonance
- Partie 8: Vibrations longitudinale et en cisaillement - Méthode de pro-
pagation des ondes
- Partie 9: Vibration en traction - Méthode de propagation des signaux
acoustiques
- Partie ? 0: Viscosité dynamique en cisaillement à l’aide d’un rhéomètre
à oscillations à plateaux parallèles
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procé-
de, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
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Imprimé en Suisse
II
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NORME INTERNATIONALE o ISO ISO 6721=6:1996(F)
Détermination des propriétés mécaniques
Plastiques -
dynamiques 1
Partie 6:
Méthode hors résonance
Vibration en c sa illement -
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
1 Domaine d’application
des Normes internationales en vigueur à un moment
La présente partie de I’ISO 6721 prescrit une mé-
donné.
thode d’oscillation forcée hors résonance pour la dé-
termination des composantes du module complexe ISO 6721-1 :1994, Plastiques - Détermination des
en cisaillement G* des polymères dans le domaine propriétés mécaniques dynamiques - Partie 7: Prin-
des fréquences comprises entre 0,Ol Hz et 100 Hz. cipes généraux.
Cette méthode s’avère appropriée pour mesurer les
ISO 6721-2: 1994, Plastiques - Détermination des
modules de conservation dynamiques dans la plage
propriétés mécaniques dynamiques - Partie 2: Mé-
allant de 0,l MPa a 50 MPa. Bien qu’il soit possible
thode au pendule de torsion.
d’étudier des matériaux caractérisés par des modules
supérieurs a 50 Mpa, des valeurs de mesure plus
ISO 6721-7:1996, Plastiques - Détermination des
exactes de leurs propriétés dynamiques peuvent être
propriétés mécaniques dynamiques - Partie 7: Vibra-
obtenues en utilisant un mode de déformation en
tion en torsion - Méthode hors résonance.
torsion (voir parties 2 et 7 de I’ISO 6721).
Cette méthode s’avére particulièrement bien adaptée
pour permettre un mesurage des facteurs de perte
3 Définitions
supérieurs à 0,l; elle peut donc être utilisée pour
Voir ISO 6721-1 :1994, article 3.
étudier la variation des propriétés dynamiques en
fonction de la température et de la fréquence dans la
presque totalité de la zone de relaxation de l’état
vitreux a l’état caoutchouteux (voir ISO 6721-1 :1994,
4 Principe
paragraphe 9.4). Le fait que des données déterminées
sur de larges plages de fréquences et de températu- Une éprouvette composite est soumise a une défor-
res soient disponibles permet d’établir des graphiques mation sinusoïdale ou a un effort de cisaillement sinu-
d’ensemble présentant les propriétés dynamiques sur soïdal a une fréquence nettement inférieure à la fré-
une large gamme de fréquences a différentes tempé- quence fondamentale de résonance en cisaillement
ratures. Pour réaliser ces graphiques, on applique les (voir 10.2.1). 0 n mesure les amplitudes des cycles de
méthodes de décalage de la fréquence et de la tem- force et de déplacement appliqués à l’éprouvette
pérature. composite ainsi que l’angle de phase entre ces cycles.
Les composantes de conservation et de perte du
module complexe en cisaillement ainsi que le facteur
de perte sont calculés à l’aide des équations données
2 Références normatives
dans l’article 10.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente partie 5 Appareillage
de I’ISO 6721. Au moment de la publication, les édi-
tions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est
5.1 Dispositif de mise en charge
sujette a révision et les parties prenantes des accords
fondés sur la présente partie de I’ISO 6721 sont invi- Les exigences requises du dispositif de mise en
charge doivent permettre de mesurer l’amplitude des
tées a rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
cycles de force et de déplacement, ainsi que leur
les plus récentes des normes indiquées ci-aprés. Les
1
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 ISO
ISO 6721=6:1996(F)
transducteur de force produit une composante laté-
angle de phase, l’eprouvette composite étant soumise
rale de la force appliquée au transducteur pendant la
a une déformation sinusoïdale ou a un effort de ci-
mise en charge de l’éprouvette composite. L’aligne-
saillement sinuso*idal. Il est possible d’utiliser diffé-
ment du dispositif de mise en charge de l’éprouvette
rents modèles d’appareillage (la figure 1 en repré-
composite doit être tel que la composante latérale
sente une version appropriée). L’éprouvette compo-
enregistrée par le transducteur soit inférieure à 1 %
site soumise au cisaillement se compose de deux
de la force longitudinale appliquée.
éprouvettes S identiques, soudées a des blocs de
métal, PJ et P2. La force sinusoïdale produite par la
table de vibrations V est appliquée aux deux blocs PJ
5.1.2 Transducteurs
et situes aux deux extrémites de l’éprouvette com-
posite par I’intermediaire du dispositif de serrage CI
Le terme ((transducteur)) utilisé dans la présente par-
de la plate-forme de charge en cisaillement.
tie de I’ISO 6721 désigne tout dispositif susceptible
L’amplitude et la fréquence du déplacement de la
de mesurer l’effort appliqué ou le déplacement, ou le
table de vibrations sont variables. Elles sont contrô-
rapport de ces grandeurs, en fonction du temps. La
lées par le transducteur D. L’éprouvette composite
traçabilité des étalonnages des transducteurs par
est maintenue en son centre P2 par un mors fixe C2,
rapport aux normes nationales, pour le mesurage de
ce qui permet de soumettre les deux éprouvettes S
la force et de la longueur, doit être garantie. Les éta-
de polymère a des deformations simples en cisaille-
lonnages doivent être effectués avec une exactitude
ment d’ampleur égale. La force sinusoi’dale appliquee
de + 2 % en ce qui concerne les amplitudes minima-
au cours de la deformation de l’éprouvette composite
lesdes cycles de force et de déplacement auxquels
est contrôlée par un transducteur de force F relie à
sont soumises les éprouvettes composites en vue de
C2. Les Rlements qui relient le mors Cl et V, et C2 et
la détermination de leurs propriétés dynamiques.
F, doivent être beaucoup plus rigides que l’éprouvette
composite et doivent présenter une faible conductibili-
te thermique si l’éprouvette composite doit être 5.2 Équipement de traitement électronique
incluse dans une enceinte thermostatée. des données
L’équipement de traitement des données doit per-
NOTE 1 Bien que les éléments du dispositif de mise en
mettre d’enregistrer les amplitudes des signaux four-
charge puissent présenter une rigidité beaucoup plus éle-
nis par les capteurs de force et de déplacement avec
vee que l’assemblage d’essai, la présence de raccords
une exactitude de k 1 %, leur angle de phase avec
boulonnes ou de mors de serrage peut accroître nettement
l’élasticité de l’appareillage. Si tel est le cas, il peut s’avérer une exactitude de k 0,l O, et la fréquence avec une
nécessaire d’appliquer une correction sur l’élasticité
exactitude de + 10 %.
comme décrit en 10.23.
5.3 Contrôle et mesurage de la température
II est possible d’utiliser un dispositif de serrage sus-
ceptible de soumettre une seule éprouvette de poly-
Voir ISO 6721-1:1994, paragraphes 5.3 et 5.5.
mére a une déformation simple en cisaillement; toute-
fois, si c’est le cas, des précautions doivent être
prises pour Aviter que le couple introduit dans le dis- 5.4 Dispositifs pour le mesurage
positif de mise en charge, du fait de l’application de la des dimensions des éprouvettes
charge a l’éprouvette, n’influe pas sur les mesurages
Voir ISO 6721-1 :1994, paragraphe 5.6.
de l’effort dynamique de cisaillement et du déplace-
ment. Les mesurages de la déformation subie par
l’éprouvette peuvent également être realises après
avoir positionne le transducteur de déplacement de
6 Assemblage d’essai
maniere a pouvoir mesurer le déplacement relatif des
deux parties Cl et C2 de la plate-forme de charge.
Voir ISO 6721-I :1994, article 6.
L’ampleur de la correction apportée en fonction de
I’élasticite du dispositif de mise en charge est, dans
6.1 Forme et dimensions
ce cas, minime ou négligeable (voir 10.2.3).
La figure 2 représente un modèle approprié d’éprou-
vette composite devant être soumise a une force de
51.1 Plate-forme de charge
cisaillement. Dans le cas représenté, les blocs de
La plate-forme de charge en cisaillement doit permet- métal P sont cylindriques mais la forme de leur sec-
tion transversale est indifférente, pour autant que
tre, d’une part, de serrer l’éprouvette composite avec
leurs extrémités puissent être solidement fixées dans
une force suffisante pour éviter tout mouvement rela-
la plate-forme de charge en cisaillement. Les dimen-
tif des blocs de metal P qui font partie intégrante de
sions des blocs et des éprouvettes de polymère S
l’éprouvette composite et des mors de la plate-forme
doivent être choisies de manière que la déformation
de charge et, d’autre part, de maintenir cette force a
subie par les premiers sous l’effet de la charge appli-
des températures plus élevées. Un mauvais aligne-
quée soit négligeable en comparaison avec celle subie
ment de la plate-forme de charge par rapport au
2
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0 ISO ISO 6721=6:1996(F)
par les éprouvettes. Dans le cas d’un polymère carac- 9.3 Serrage de l’assemblage d’essai
térisé par un module de cisaillement inférieur à
100 Pa, cela signifie que l’épaisseur des blocs peut
Monter l’éprouvette composite sur la plate-forme de
être comparable a l’épaisseur L des éprouvettes.
charge et appliquer une force de serrage suffisante
pour empêcher tout déplacement relatif entre les
La forme de la section transversale des éprouvettes mors et les blocs de métal quelles
...
NORME
ISO
INTERNATIONALE
6721-6
Première édition
1996-05-I 5
Détermination des propriétés
Plastiques -
mécaniques dynamiques -
Partie 6:
Vibration en cisaillement - Méthode hors
résonance
P/as tics - Determination of dynamic mechanical properties -
Part 6: Shear vibration - Non-resonance method
Numéro de référence
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une féderation
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiee aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé a cet effet. Les or-
ganisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI) en
ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comi-
tés membres votants.
La Norme internationale ISO 6721-6 a été élaborée par le comité technique
lSO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 2, Propriétés mécaniques
L’ISO 6721 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre géné-
ral Plastiques - De termina tion des proprie tes mécaniques dynamiques:
- Partie 1: Principes généraux
- Partie 2: Methode au pendule de torsion
- Partie 3: Vibration en flexion - Méthode en résonance
- Partie 4: Vibration en traction - Méthode hors résonance
- Partie 5: Vibration en flexion - Méthode hors résonance
- Partie 6: Vibration en cisaillement - Méthode hors résonance
- Partie 7: Vibration en torsion - Méthode hors résonance
- Partie 8: Vibrations longitudinale et en cisaillement - Méthode de pro-
pagation des ondes
- Partie 9: Vibration en traction - Méthode de propagation des signaux
acoustiques
- Partie ? 0: Viscosité dynamique en cisaillement à l’aide d’un rhéomètre
à oscillations à plateaux parallèles
0 ISO 1996
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procé-
de, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’éditeur.
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Détermination des propriétés mécaniques
Plastiques -
dynamiques 1
Partie 6:
Méthode hors résonance
Vibration en c sa illement -
membres de la CEI et de I’ISO possèdent le registre
1 Domaine d’application
des Normes internationales en vigueur à un moment
La présente partie de I’ISO 6721 prescrit une mé-
donné.
thode d’oscillation forcée hors résonance pour la dé-
termination des composantes du module complexe ISO 6721-1 :1994, Plastiques - Détermination des
en cisaillement G* des polymères dans le domaine propriétés mécaniques dynamiques - Partie 7: Prin-
des fréquences comprises entre 0,Ol Hz et 100 Hz. cipes généraux.
Cette méthode s’avère appropriée pour mesurer les
ISO 6721-2: 1994, Plastiques - Détermination des
modules de conservation dynamiques dans la plage
propriétés mécaniques dynamiques - Partie 2: Mé-
allant de 0,l MPa a 50 MPa. Bien qu’il soit possible
thode au pendule de torsion.
d’étudier des matériaux caractérisés par des modules
supérieurs a 50 Mpa, des valeurs de mesure plus
ISO 6721-7:1996, Plastiques - Détermination des
exactes de leurs propriétés dynamiques peuvent être
propriétés mécaniques dynamiques - Partie 7: Vibra-
obtenues en utilisant un mode de déformation en
tion en torsion - Méthode hors résonance.
torsion (voir parties 2 et 7 de I’ISO 6721).
Cette méthode s’avére particulièrement bien adaptée
pour permettre un mesurage des facteurs de perte
3 Définitions
supérieurs à 0,l; elle peut donc être utilisée pour
Voir ISO 6721-1 :1994, article 3.
étudier la variation des propriétés dynamiques en
fonction de la température et de la fréquence dans la
presque totalité de la zone de relaxation de l’état
vitreux a l’état caoutchouteux (voir ISO 6721-1 :1994,
4 Principe
paragraphe 9.4). Le fait que des données déterminées
sur de larges plages de fréquences et de températu- Une éprouvette composite est soumise a une défor-
res soient disponibles permet d’établir des graphiques mation sinusoïdale ou a un effort de cisaillement sinu-
d’ensemble présentant les propriétés dynamiques sur soïdal a une fréquence nettement inférieure à la fré-
une large gamme de fréquences a différentes tempé- quence fondamentale de résonance en cisaillement
ratures. Pour réaliser ces graphiques, on applique les (voir 10.2.1). 0 n mesure les amplitudes des cycles de
méthodes de décalage de la fréquence et de la tem- force et de déplacement appliqués à l’éprouvette
pérature. composite ainsi que l’angle de phase entre ces cycles.
Les composantes de conservation et de perte du
module complexe en cisaillement ainsi que le facteur
de perte sont calculés à l’aide des équations données
2 Références normatives
dans l’article 10.
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente partie 5 Appareillage
de I’ISO 6721. Au moment de la publication, les édi-
tions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est
5.1 Dispositif de mise en charge
sujette a révision et les parties prenantes des accords
fondés sur la présente partie de I’ISO 6721 sont invi- Les exigences requises du dispositif de mise en
charge doivent permettre de mesurer l’amplitude des
tées a rechercher la possibilité d’appliquer les éditions
cycles de force et de déplacement, ainsi que leur
les plus récentes des normes indiquées ci-aprés. Les
1
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0 ISO
ISO 6721=6:1996(F)
transducteur de force produit une composante laté-
angle de phase, l’eprouvette composite étant soumise
rale de la force appliquée au transducteur pendant la
a une déformation sinusoïdale ou a un effort de ci-
mise en charge de l’éprouvette composite. L’aligne-
saillement sinuso*idal. Il est possible d’utiliser diffé-
ment du dispositif de mise en charge de l’éprouvette
rents modèles d’appareillage (la figure 1 en repré-
composite doit être tel que la composante latérale
sente une version appropriée). L’éprouvette compo-
enregistrée par le transducteur soit inférieure à 1 %
site soumise au cisaillement se compose de deux
de la force longitudinale appliquée.
éprouvettes S identiques, soudées a des blocs de
métal, PJ et P2. La force sinusoïdale produite par la
table de vibrations V est appliquée aux deux blocs PJ
5.1.2 Transducteurs
et situes aux deux extrémites de l’éprouvette com-
posite par I’intermediaire du dispositif de serrage CI
Le terme ((transducteur)) utilisé dans la présente par-
de la plate-forme de charge en cisaillement.
tie de I’ISO 6721 désigne tout dispositif susceptible
L’amplitude et la fréquence du déplacement de la
de mesurer l’effort appliqué ou le déplacement, ou le
table de vibrations sont variables. Elles sont contrô-
rapport de ces grandeurs, en fonction du temps. La
lées par le transducteur D. L’éprouvette composite
traçabilité des étalonnages des transducteurs par
est maintenue en son centre P2 par un mors fixe C2,
rapport aux normes nationales, pour le mesurage de
ce qui permet de soumettre les deux éprouvettes S
la force et de la longueur, doit être garantie. Les éta-
de polymère a des deformations simples en cisaille-
lonnages doivent être effectués avec une exactitude
ment d’ampleur égale. La force sinusoi’dale appliquee
de + 2 % en ce qui concerne les amplitudes minima-
au cours de la deformation de l’éprouvette composite
lesdes cycles de force et de déplacement auxquels
est contrôlée par un transducteur de force F relie à
sont soumises les éprouvettes composites en vue de
C2. Les Rlements qui relient le mors Cl et V, et C2 et
la détermination de leurs propriétés dynamiques.
F, doivent être beaucoup plus rigides que l’éprouvette
composite et doivent présenter une faible conductibili-
te thermique si l’éprouvette composite doit être 5.2 Équipement de traitement électronique
incluse dans une enceinte thermostatée. des données
L’équipement de traitement des données doit per-
NOTE 1 Bien que les éléments du dispositif de mise en
mettre d’enregistrer les amplitudes des signaux four-
charge puissent présenter une rigidité beaucoup plus éle-
nis par les capteurs de force et de déplacement avec
vee que l’assemblage d’essai, la présence de raccords
une exactitude de k 1 %, leur angle de phase avec
boulonnes ou de mors de serrage peut accroître nettement
l’élasticité de l’appareillage. Si tel est le cas, il peut s’avérer une exactitude de k 0,l O, et la fréquence avec une
nécessaire d’appliquer une correction sur l’élasticité
exactitude de + 10 %.
comme décrit en 10.23.
5.3 Contrôle et mesurage de la température
II est possible d’utiliser un dispositif de serrage sus-
ceptible de soumettre une seule éprouvette de poly-
Voir ISO 6721-1:1994, paragraphes 5.3 et 5.5.
mére a une déformation simple en cisaillement; toute-
fois, si c’est le cas, des précautions doivent être
prises pour Aviter que le couple introduit dans le dis- 5.4 Dispositifs pour le mesurage
positif de mise en charge, du fait de l’application de la des dimensions des éprouvettes
charge a l’éprouvette, n’influe pas sur les mesurages
Voir ISO 6721-1 :1994, paragraphe 5.6.
de l’effort dynamique de cisaillement et du déplace-
ment. Les mesurages de la déformation subie par
l’éprouvette peuvent également être realises après
avoir positionne le transducteur de déplacement de
6 Assemblage d’essai
maniere a pouvoir mesurer le déplacement relatif des
deux parties Cl et C2 de la plate-forme de charge.
Voir ISO 6721-I :1994, article 6.
L’ampleur de la correction apportée en fonction de
I’élasticite du dispositif de mise en charge est, dans
6.1 Forme et dimensions
ce cas, minime ou négligeable (voir 10.2.3).
La figure 2 représente un modèle approprié d’éprou-
vette composite devant être soumise a une force de
51.1 Plate-forme de charge
cisaillement. Dans le cas représenté, les blocs de
La plate-forme de charge en cisaillement doit permet- métal P sont cylindriques mais la forme de leur sec-
tion transversale est indifférente, pour autant que
tre, d’une part, de serrer l’éprouvette composite avec
leurs extrémités puissent être solidement fixées dans
une force suffisante pour éviter tout mouvement rela-
la plate-forme de charge en cisaillement. Les dimen-
tif des blocs de metal P qui font partie intégrante de
sions des blocs et des éprouvettes de polymère S
l’éprouvette composite et des mors de la plate-forme
doivent être choisies de manière que la déformation
de charge et, d’autre part, de maintenir cette force a
subie par les premiers sous l’effet de la charge appli-
des températures plus élevées. Un mauvais aligne-
quée soit négligeable en comparaison avec celle subie
ment de la plate-forme de charge par rapport au
2
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0 ISO ISO 6721=6:1996(F)
par les éprouvettes. Dans le cas d’un polymère carac- 9.3 Serrage de l’assemblage d’essai
térisé par un module de cisaillement inférieur à
100 Pa, cela signifie que l’épaisseur des blocs peut
Monter l’éprouvette composite sur la plate-forme de
être comparable a l’épaisseur L des éprouvettes.
charge et appliquer une force de serrage suffisante
pour empêcher tout déplacement relatif entre les
La forme de la section transversale des éprouvettes mors et les blocs de métal quelles
...
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