ISO 11003-2:2001

Adhesives — Determination of shear behaviour of structural adhesives — Part 2: Tensile test method using thick adherends

Adhésifs — Détermination du comportement en cisaillement d'adhésifs structuraux — Partie 2: Méthode d'essai en traction sur éprouvette épaisse

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 19-Dec-2001
• Withdrawal Date: 19-Dec-2001
• ICS: 83.180 - Adhesives
• Technical Committee: ISO/TC 61/SC 11 - Products
• Drafting Committee: ISO/TC 61/SC 11/WG 5 - Polymeric adhesives
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 27-May-2019

Relations

• Revised: ISO 11003-2:2019 - Adhesives — Determination of shear behaviour of structural adhesives — Part 2: Tensile test method using thick adherends
• Effective Date: 22-Mar-2018
• Revises: ISO 11003-2:1993 - Adhesives — Determination of shear behaviour of structural bonds — Part 2: Thick-adherend tensile-test method
• Effective Date: 15-Apr-2008
• Consolidated By: ISO 11238:2012 - Health informatics — Identification of medicinal products — Data elements and structures for the unique identification and exchange of regulated information on substances
• Effective Date: 06-Jun-2022

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 11003-2
Second edition
2001-12-15
Adhesives — Determination of shear
behaviour of structural adhesives —
Part 2:
Tensile test method using thick adherends
Adhésifs — Détermination du comportement en cisaillement d'adhésifs
structuraux —
Partie 2: Méthode d'essai en traction sur éprouvette épaisse

Reference number
ISO 11003-2:2001(E)
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ISO 2001

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ISO 11003-2:2001(E)
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ii ISO 2001 – All rights reserved

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ISO 11003-2:2001(E)
Contents Page
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 2
4 Apparatus . 3
5 Specimen . 3
6 Test specimen . 5
7 Procedure . 8
8 Calculations . 10
9 Precision . 12
10 Test report . 12
Annex
A Suitable extensometer design. 14
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ISO 2001 – All rights reserved iii

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ISO 11003-2:2001(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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
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 part of ISO 11003 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 11003-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee
SC 11, Products.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 11003-2:1993), which has been technically revised.
ISO 11003 consists of the following parts, under the general title Adhesives — Determination of shear behaviour of
structural adhesives:
— Part 1: Torsion test method using butt-bonded hollow cylinders
— Part 2: Tensile test method using thick adherends
Annex A of this part of ISO 11003 is for information only.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 11003-2:2001(E)
Adhesives — Determination of shear behaviour of structural
adhesives —
Part 2:
Tensile test method using thick adherends
1 Scope
This part of ISO 11003 specifies a test method for determining the shear behaviour of an adhesive in a single lap
joint bonded assembly when subjected to a tensile force.
The test is performed on specimens consisting of thick, rigid adherends, with a short length of overlap, in order to
obtain the most uniform distribution of shear stresses possible and to minimize other stress states which initiate
failure.
This test method may be used to determine:
— the shear-stress against shear-strain curve to failure of the adhesive;
— the shear modulus of the adhesive;
— other adhesive properties that can be derived from the stress/strain curve such as secant shear modulus and
maximum shear stress;
— the effect of temperature, environment, test speed, etc., on these properties.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this part of ISO 11003. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these publications
do not apply. However, parties to agreements based on this part of ISO 11003 are encouraged to investigate the
possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For undated references,
the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC maintain registers of
currently valid International Standards.
ISO 291:1997, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing
ISO 683-11:1987, Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels — Part 11: Wrought case-hardening
steels
ISO 1052:1982, Steels for general engineering purposes
ISO 4588:1995, Adhesives — Guidelines for the surface preparation of metals
ISO 4995:2001, Hot-rolled steel sheet of structural quality
ISO 10365:1992, Adhesives — Designation of main failure patterns
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ISO 11003-2:2001(E)
3Principle
An adhesively bonded test specimen (see Figure 1) is subjected to a tensile force so that the adhesive is stressed in
shear.
The relative displacement of the adherends is measured using a purpose-built transducer located in the central
region of the specimen. Force and displacement are measured from the start of application of the load until fracture
of the specimen. The shear stresses and strains are then calculated from the bond dimensions.
Dimensions in millimetres
Key
1 Adhesive bond
Figure 1 — Specimen dimensions and configuration: a) Bonded adherends; b) Machined adherends
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2 ISO 2001 – All rights reserved

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ISO 11003-2:2001(E)
4Apparatus
4.1 Tensile-testing machine, capable of producing fracture in the specimen at a tensile force between 10 % and
80 % of the full-scale range of the force transducer.
4.2 Device for introducing a force into the specimen, so that negligible torque develops when force is applied to
the specimen. For this purpose, the simple universal-joint design shown in Figure 2 is satisfactory.
4.3 Force transducer, capable of measuring the force in the specimen with an accuracy of 1% of the force at a
shear strain of 0,01.
4.4 One or two extensometers (see note 2), for measuring the shear displacement between points of known
separation on each adherend in the central region of the bond (see Figure 3 and annex A). The points of contact with
the adherends shall be within a distance of 2mm from the bonded faces. The device(s) shall be capable of
measuring the shear displacement to an accuracy of 1µm.
NOTE 1 During loading, each adherend will bend slightly, leading to a small rotation of the central (bonded) region of the test
specimen. In order to achieve high accuracy in displacement measurements, it is necessary for the extensometer(s) to rotate with
the specimen. This has been achieved in the design shown in Figure 3 by double-pin contact with one of the adherends.
NOTE 2 The use of two extensometers on opposing faces of the specimen is recommended to minimize, by averaging the
extensometer readings, any contribution to measurements from a twisting moment applied to the specimen. The use of two
extensometers will also serve to indicate any malfunctioning of one of the extensometers as revealed by significantly different
readings from the two devices.
4.5 Data-logging equipment, to continuously record the relative displacement of the adherends and the applied
load, from the start of application of the load until the specimen breaks.
4.6 Micrometer, having an accuracy of better than 0,002 mm, to measure the dimensions of the adherends.
4.7 Optical microscope, having an accuracy of better than 0,002 mm, to measure the thickness of the adhesive
bond when the specimen configuration shown in Figure 1 a) is used.
5Specimen
5.1 Specimen dimensions and configuration
Specimens shall be prepared either by bonding metal plates or strips together to produce the configuration shown in
Figure 1 a) or by bonding adherends that have been machined to the shape shown in Figure 1 b). The dimensions of
the specimen are given in Figure 1 and are the same, within variations in the bond thickness, for both preparation
methods.
The bond thickness shall lie in the range 0,2 mm to 0,8 mm.
NOTE 1 The preferred bond thickness is 0,5 mm.
NOTE 2 The adherends shown in Figure 1 a) have a lower bending stiffness than the continuous geometry shown in Figure 1 b).
Consequently, the peel stresses at the ends of the adhesive in the specimen in Figure 1 a) will be higher than those in the
specimen in Figure 1 b). This should have only a small influence on stress and strain measurement but, since failure is generally
initiated by these peel stresses, the specimen design shown in Figure 1 a) is likely to fail earlier (at lower stress and strain) than
the design shown in Figure 1 b).
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ISO 2001 – All rights reserved 3

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ISO 11003-2:2001(E)
Figure 2 — Example of device for loading the specimen in a tensile-testing machine
5.2 Adherends
For the purpose of the measurement of the properties of the adhesive, steel adherends are recommended because
of their high modulus.
NOTE A suitable steel is XC18 or E24, Grade 1 or 2.
Machine the panels or bars to be used for the adherends in accordance with ISO 683-11, ISO 1052 and ISO 4995 to
the dimensions given in Figures 1 a) or 1 b) depending on which specimen configuration is chosen.
5.3 Preparation of surfaces before bonding
The surfaces to be bonded shall be prepared in accordance with ISO 4588 or by any other method leading to
cohesive failure within the adhesive layer.
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4 ISO 2001 – All rights reserved

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ISO 11003-2:2001(E)
Key
1 Mobile inner part
2 Rigid outer frame
3 Steel leaf spring
4 Transducer coil
5 Transducer core
6 Tungsten pins
Figure 3 — Example of extensome
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 11003-2
Deuxième édition
2001-12-15
Adhésifs — Détermination du
comportement en cisaillement d'adhésifs
structuraux —
Partie 2:
Méthode d'essai en traction sur éprouvette
épaisse
Adhesives — Determination of shear behaviour of structural adhesives —
Part 2: Tensile test method using thick adherends

Numéro de référence
ISO 11003-2:2001(F)
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ISO 2001

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ISO 11003-2:2001(F)
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Imprimé en Suisse
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ISO 11003-2:2001(F)
Sommaire Page
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Principe . 2
4 Appareillage . 3
5 Éprouvette . 3
6 Éprouvettes d'essai . 5
7 Mode opératoire . 8
8 Calculs . 10
9 Fidélité . 12
10 Rapport d'essai . 12
Annexe
A Modèle approprié d’extensomètre . 14
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ISO 2001 – Tous droits réservés iii

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ISO 11003-2:2001(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
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 de la présente partie de l'ISO 11003 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.
La Norme internationale ISO 11003-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité
SC 11, Produits.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 11003-2:1993), dont elle constitue une révision
technique.
L'ISO11003 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Adhésifs — Détermination du
comportement en cisaillement d'adhésifs structuraux:
— Partie 1: Méthode d'essai en torsion de cylindres creux collés bout à bout
— Partie 2: Méthode d'essai en traction sur éprouvette épaisse
L'annexe A de la présente partie de l'ISO 11003 est donnée uniquement à titre d'information.
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iv ISO 2001 – Tous droits réservés

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NORME INTERNATIONALE ISO 11003-2:2001(F)
Adhésifs — Détermination du comportement en cisaillement
d'adhésifs structuraux —
Partie 2:
Méthode d'essai en traction sur éprouvette épaisse
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 11003 spécifie une méthode d'essai pour la détermination des caractéristiques en
cisaillement d'un adhésif dans un assemblage collé à recouvrement simple lorsqu'il est soumis à un effort de
traction.
L'essai est effectué sur des éprouvettes constituées de supports épais et rigides, la longueur de recouvrement étant
faible, afin d'obtenir une répartition des contraintes de cisaillement la plus uniforme possible et de limiter d'autres
états de contraintes qui initient la rupture.
Cette méthode d'essai peut être utilisée pour déterminer:
— les courbes de résistance en cisaillement en fonction de la déformation jusqu'à la rupture de l'adhésif;
— le module d'élasticité en cisaillement de l'adhésif;
— toutes autres caractéristiques susceptibles d'être dérivées de la courbe contrainte/déformation, tels le module
sécant de la contrainte de cisaillement ainsi que la résistance au cisaillement maximale;
— l'effet de la température, de l'environnement, de la vitesse d'essai, etc., sur ces caractéristiques.
2Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente partie de l'ISO 11003. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s'appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente partie de l'ISO 11003 sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s'applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
ISO 291:1997, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d'essai
ISO 683-11:1987, Aciers pour traitement thermique, aciers alliés et aciers pour décolletage — Partie 11: Aciers
corroyés pour cémentation
ISO 1052:1982, Aciers de construction mécanique d'usage général
ISO 4588:1995, Adhésifs — Lignes directrices pour la préparation de surface des métaux
ISO 4995:2001, Tôles en acier de construction laminées à chaud
ISO 10365:1992, Adhésifs — Désignation des principaux faciès de rupture
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ISO 11003-2:2001(F)
3Principe
Une éprouvette collée (voir Figure 1) est soumise à un effort de traction de manière à solliciter l'adhésif en
cisaillement.
Le déplacement relatif des éléments de l'assemblage est mesuré en utilisant un capteur construit à cet effet, placé
dans la région centrale de l'éprouvette. La force et le déplacement sont mesurés dès le début de l'application de la
charge jusqu'à la rupture de l'éprouvette. On calcule alors les contraintes de cisaillement et les déformations à partir
des dimensions du joint.
Dimensions en millimètres
Légende
1 Joint d’adhésif
Figure 1 — Dimensions et configuration: a) Supports collés; b) Supports préformés
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2 ISO 2001 – Tous droits réservés

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ISO 11003-2:2001(F)
4 Appareillage
4.1 Machine de traction, permettant d'obtenir la rupture de l'éprouvette entre 10 % et 80 % de l'étendue de
l'échelle du capteur de force.
4.2 Dispositif permettant de mettre l'éprouvette sous contrainte, de sorte que le moment développé soit
négligeable lorsque la force est appliquée à l'éprouvette. Une forme simple de joint universel telle celle représentée
sur la Figure 2 est satisfaisante.
4.3 Capteur de force, capable de mesurer la force dans l’éprouvette avec une précision de 1% relative à la force
pour une déformation en cisaillement de 0,01.
4.4 Un ou deux extensomètre(s) (voir note 2), pour mesurer la déformation en cisaillement entre des points sur
chaque supports dans la région centrale du joint, et dont les distances de séparation sont connus (voir Figure 3 et
annexe A). Les points de contacts avec les supports doivent être à une distance inférieure à 2mm des faces collées.
Le(s) dispositif(s) doit (doivent) être capable(s) de mesurer la déformation en cisaillement avec une précision de
1µm.
NOTE 1 Au cours de la mise en charge, chaque support aura tendance à se plier légèrement, avec pour conséquence une faible
rotation dans la région centrale (aire collée) de l'éprouvette. Afin de mesurer très précisément les déformations, il est nécessaire
que l'(les) extensomètre(s) suive(nt) cette rotation de l'éprouvette. Ceci a pu être atteint grâce au montage montré sur la Figure 3
avec les double points de contact avec l'un des supports.
NOTE 2 L'utilisation de deux extensomètres sur les faces opposées de l'éprouvette est recommandée pour minimiser, en faisant
la moyenne des lectures de l’extensomètre, toute contribution à la mesure venant d'un moment de torsion appliquée à
l'éprouvette. L'utilisation de deux extensomètres servira aussi à indiquer tout mauvais fonctionnement de l'un des deux
extensomètres par la révélation de toute différence significative de lecture des deux appareils.
4.5 Appareil de stockage des données, afin d'enregistrer de façon continue le déplacement ainsi que la charge
appliquée, ceci à partir de la mise sous contrainte jusqu'à la rupture de l'éprouvette.
4.6 Micromètre, ayant une précision supérieure à 0,002 mm, pour mesurer les dimensions des supports.
4.7 Microscope optique, ayant une précision meilleure que 0,002 mm, permettant de mesurer l'épaisseur du joint
de colle lors de l'utilisation d'une éprouvette dont la configuration est semblable à celle montrée sur la Figure 1 a).
5 Éprouvette
5.1 Dimensions et configuration des éprouvettes
Les éprouvettes doivent être préparées soit par collage des plaques ou pièces métalliques pour obtenir la
configuration montrée sur la Figure 1 a), soit par collage des supports qui ont été usinés à la forme montrée sur la
Figure 1 b). Les dimensions des éprouvettes sont données sur la Figure 1 et sont identiques, aux variations de
l'épaisseur du joint près, pour les deux méthodes de préparation.
L'épaisseur du joint d'adhésif doit appartenir à la gamme 0,2 mm à .0,8 mm
NOTE 1 L'épaisseur préférée de joint est de 0,5 mm.
NOTE 2 Les supports montrés sur la Figure 1 a) ont une rigidité de torsion inférieure à celle correspondante à une géométrie
continue montrée sur la Figure 1 b). En conséquence, les contraintes de pelage aux extrémités de l’adhésif dans l’éprouvette de
la Figure 1 a) seront supérieures à celle de l’éprouvette de la Figure 1 b). Ceci doit seulement avoir une faible influence sur la
mesure de la contrainte et de la déformation, mais, puisque la rupture est généralement initiée par ces contraintes de pelage,
l'éprouvette montrée sur la Figure 1 a) va probablement casser plus tôt (pour des contrainte et déformation plus faibles) que
l'éprouvette montrée sur la Figure 1 b).
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ISO 2001 – Tous droits réservés 3

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ISO 11003-2:2001(F)
Figure 2 — Exemple d'appareil de fixation de l'éprouvette sur une machine de traction
5.2 Supports
Afin de mesurer les propriétés de l'adhésif, des supports en acier sont recommandés du fait de leur module élevé.
NOTE Un acier adapté est le XC18 ou E24, qualité 1 ou 2.
Usiner les panneaux ou les barreaux utilisés comme supports en accord avec l'ISO 683-11, l'ISO 1052 et l'ISO 4995,
aux dimensions indiquées sur les Figures 1 a) et 1 b), dépendant de la configuration de l'éprouvette qui a été choisie.
5.3 Préparation des surfaces avant le collage
Les surfaces destinées à être collées doivent être préparées selon l'ISO 4588 ou toute méthode conduisant à une
rupture cohésive dans le joint adhésif.
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4 ISO 2001 – Tous droits réservés

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ISO 11003-2:2001(F)
Légende
1 Partie interne mobile
2 Cadre extérieur rigide
3Ressort à lame d'acier
4 Bobine de capteur
5 Noyau de capteur
6 Pions en tungstène
Figure 3 — Exemple de positionnement des extensomètres
6 Éprouvett
...