ISO 527-4:2023
(Main)Plastics — Determination of tensile properties — Part 4: Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-reinforced plastic composites
Plastics — Determination of tensile properties — Part 4: Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-reinforced plastic composites
This document specifies the test conditions for the determination of the tensile properties of isotropic and orthotropic fibre-reinforced plastic composites, based upon the general principles given in ISO 527-1. NOTE 1 Unidirectional reinforced materials are covered by ISO 527-5. The methods are used to investigate the tensile behaviour of the test specimens and for determining the tensile strength, tensile modulus, Poisson's ratios and other aspects of the tensile stress-strain relationship under the defined conditions. The test method is suitable for use with the following materials: — fibre-reinforced thermosetting and thermoplastic composites incorporating non-unidirectional reinforcements such as mats, woven fabrics, woven rovings, chopped strands, combinations of such reinforcements, hybrids, rovings, short or milled fibres or preimpregnated materials (prepregs); NOTE 2 Injection moulded specimens are covered by ISO 527-2. — combinations of the above with unidirectional reinforcements and multidirectional reinforced materials constructed from unidirectional layers, provided such laminates are symmetrical; NOTE 3 Materials with completely or mainly unidirectional reinforcements are covered by ISO 527-5. — finished products made from materials mentioned above. The reinforcement fibres covered include glass fibres, carbon fibres, aramid fibres and other similar fibres.
Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 4: Conditions d'essai pour les composites plastiques renforcés de fibres isotropes et orthotropes
Le présent document spécifie les conditions d’essai pour la détermination des propriétés en traction des composites plastiques renforcés de fibres isotropes et orthotropes, basées sur les principes généraux établis dans l’ISO 527‑1. NOTE 1 Les matériaux renforcés unidirectionnels sont traités dans l’ISO 527‑5. Les méthodes sont utilisées pour étudier le comportement en traction des éprouvettes et pour déterminer la résistance en traction, le module d’élasticité en traction, les coefficients de Poisson et d’autres aspects de la relation contrainte/déformation en traction dans les conditions définies. La méthode d’essai convient aux matériaux suivants: — les composites thermodurcissables et thermoplastiques renforcés de fibres, contenant des renforts non unidirectionnels comme les mats, les tissus (fils de base ou stratifils), les fils de base coupés, les combinaisons de tels renforts, les hybrides, les stratifils, les fibres courtes et broyées ou les matériaux préimprégnés (prepregs); NOTE 2 Les éprouvettes moulées par injection sont couvertes par l’ISO 527-2. — les combinaisons de matériaux ci-dessus avec un renfort unidirectionnel, et les matériaux renforcés multidirectionnels réalisés avec des couches unidirectionnelles, sous réserve que ces stratifiés soient symétriques; NOTE 3 Les matériaux à renfort parfaitement ou principalement unidirectionnel sont couverts par l’ISO 527‑5. — les produits finis fabriqués avec les matériaux mentionnés ci-dessus. Les fibres de renforcement concernées comprennent les fibres de verre, les fibres de carbone, les fibres d’aramide et autres fibres similaires.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 527-4
Third edition
2023-03
Plastics — Determination of tensile
properties —
Part 4:
Test conditions for isotropic and
orthotropic fibre-reinforced plastic
composites
Plastiques — Détermination des propriétés en traction —
Partie 4: Conditions d'essai pour les composites plastiques renforcés
de fibres isotropes et orthotropes
Reference number
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© ISO 2023
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ISO 527-4:2023(E)
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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
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CH-1214 Vernier, Geneva
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
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ISO 527-4:2023(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 5
5 Apparatus . 5
6 Test specimens . 5
6.1 Shape and dimensions . 5
6.2 Preparation of specimens . 10
6.2.1 General . 10
6.2.2 End tabs for type 3 specimens . 10
6.2.3 Applications of end tabs for type 3 specimens . 10
6.3 Gauge marks . 10
6.4 Checking the specimens . 10
6.5 Anisotropy . 11
7 Number of specimens . .11
8 Conditioning .11
9 Procedure .11
9.1 Test atmosphere . 11
9.2 Measurement of specimen dimensions . 11
9.3 Clamping . 11
9.4 Prestresses . . 11
9.5 Setting of extensometers and strain gauges and placing of gauge marks . 11
9.6 Speed of testing .12
9.6.1 For type 1B test specimens .12
9.6.2 For type 2, type 3 and type 4 test specimens .12
9.7 Recording of data .12
10 Calculation and expression of results .12
10.1 Calculation of all properties for parallel sided specimens .12
10.2 Failure location related calculation of tensile strength for type 4 specimens .12
11 Precision .12
12 Test report .13
Annex A (informative) Alignment of specimens .14
Annex B (informative) Testing with tapered tensile specimen geometry without tabs (type
4) .16
Annex C (informative) Unbonded tabs or gripping condition without tabs using fine grip
face .19
Annex D (normative) Specimen preparation for type 2 and type 3 .22
Annex E (normative) Failure location related calculation of tensile strength for type 4
specimens .24
Bibliography .28
iii
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ISO 527-4:2023(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation 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 61, Plastics, Subcommittee SC 13,
Composites and reinforcement fibres, in collaboration with the European Committee for Standardization
(CEN) Technical Committee CEN/TC 249, Plastics, in accordance with the Agreement on technical
cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 527-4:2021), of which it constitutes a
minor revision.
The main changes are as follows:
— symbols Figures 1 and 5 have been updated to match the text;
— symbols in Table B.2 have been updated for consistency (upper case to lower case);
— symbols in Annex E have been updated for consistency (upper case to lower case);
— a reference has been added to the bibliography.
A list of all parts in the ISO 527 series can be found on the ISO website.
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.
iv
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ISO 527-4:2023(E)
Introduction
This document introduces a new test specimen, type 4, with a tapered geometry for use without
end tabs. The geometry has been developed to overcome difficulties with bonding end-tabbed test
specimens, especially when testing materials based on a thermoplastic matrix.
Guidance on gripping, including grip face design, is also added.
v
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 527-4:2023(E)
Plastics — Determination of tensile properties —
Part 4:
Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-
reinforced plastic composites
1 Scope
This document specifies the test conditions for the determination of the tensile properties of isotropic
and orthotropic fibre-reinforced plastic composites, based upon the general principles given in
ISO 527-1.
NOTE 1 Unidirectional reinforced materials are covered by ISO 527-5.
The methods are used to investigate the tensile behaviour of the test specimens and for determining
the tensile strength, tensile modulus, Poisson's ratios and other aspects of the tensile stress-strain
relationship under the defined conditions.
The test method is suitable for use with the following materials:
— fibre-reinforced thermosetting and thermoplastic composites incorporating non-unidirectional
reinforcements such as mats, woven fabrics, woven rovings, chopped strands, combinations of such
reinforcements, hybrids, rovings, short or milled fibres or preimpregnated materials (prepregs);
NOTE 2 Injection moulded specimens are covered by ISO 527-2.
— combinations of the above with unidirectional reinforcements and multidirectional reinforced
materials constructed from unidirectional layers, provided such laminates are symmetrical;
NOTE 3 Materials with completely or mainly unidirectional reinforcements are covered by ISO 527-5.
— finished products made from materials mentioned above.
The reinforcement fibres covered include glass fibres, carbon fibres, aramid fibres and other similar
fibres.
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 527-1:2019, Plastics — Determination of tensile properties — Part 1: General principles
ISO 1268 (all parts), Fibre-reinforced plastics — Methods of producing test plates
ISO 2818, Plastics — Preparation of test specimens by machining
ISO 16012, Plastics — Determination of linear dimensions of test specimens
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
1
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ISO 527-4:2023(E)
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
gauge length
L
0
initial distance between the gauge marks on the central part of the test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
Note 2 to entry: The values of the gauge length that are indicated for the specimen types in the different parts
of ISO 527 represent the maximum relevant gauge length.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.1]
3.2
thickness
h
smaller initial dimension of the rectangular cross-section in the central part of a test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.2]
3.3
width
b
larger initial dimension of the rectangular cross-section in the central part of a test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.3]
3.4
test speed
v
rate of separation of the gripping jaws
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres per minute (mm/min).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.5]
3.5
stress
σ
normal force per unit area of the original cross-section within the gauge length (3.1)
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
Note 2 to entry: In order to differentiate from the true stress related to the actual cross-section of the specimen,
this stress is frequently called “engineering stress”.
Note 3 to entry: σ for “1"-direction specimens is defined as σ and for "2"-direction specimens as σ (see 3.9 and
1 2
Figure 2 for definitions of these directions).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6, modified — Domain “” and Note 3 to entry have been
added.]
2
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ISO 527-4:2023(E)
3.5.1
strength
σ
m
maximum stress observed during a tensile test
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6.2]
3.6
strain
ε
increase in length per unit original length of the gauge
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7]
3.6.1
strain at strength
ε
m
strain at which the strength (3.5.1) is reached
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7.3]
3.7
tensile modulus
modulus of elasticity under tension
E
t
slope of the stress/strain curve σ(ε) in the interval between the two strains ε = 0,05 % and ε = 0,25 %
1 2
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
Note 2 to entry: It may be calculated either as the chord modulus or as the slope of a linear least-squares
regression line in this interval.
Note 3 to entry: This definition does not apply to films.
Note 4 to entry: See Figure 1.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.9]
3
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ISO 527-4:2023(E)
Key
X strain, ε
Y stress, σ
a slope E
Figure 1 — Stress-strain curve
3.8
Poisson's ratio
µ
negative ratio of the strain change Δε , in one of the two axes normal to the direction of extension,
n
to the corresponding strain change Δε in the direction of extension, within the linear portion of the
l
longitudinal versus normal strain curve
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio.
Note 2 to entry: Since the lateral strain change Δε is a negative number and the longitudinal strain change Δε is
n l
positive, the Poissons ratio as defined in ISO 527-1:2019, 3.10 is a positive number.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.10]
3.9
specimen coordinate axes
1, 2, 3
axes, where “1"-direction is normally defined in terms of a feature associated with the material
structure or the production process, such as the length direction in continuous-sheet processes (see
Figure 2) and the “2"-direction is perpendicular to the “1"-direction.
Note 1 to entry: The “1-direction is also referred to as the 0° or longitudinal direction and the “2’‘-direction as the
90° or transverse direction. The “3-direction” is perpendicular to the plane of the “1-direction” and “2-direction”.
The “3-direction” is also referred to as the “through-thickness” direction for planar systems.
Note 2 to entry: For unidirectional materials covered by part 5 of this International Standard, the direction
parallel to the fibres is defined as the “1"-direction and the direction perpendicular to the fibres (in the plane of
the prepreg/plate) as the “2"-direction.
4
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ISO 527-4:2023(E)
Figure 2 — Fibre-reinforced plastic composite showing axes of symmetry
3.10
failure position
u
F
failure location of specimen type 4 within the local coordinate system (u, v) of the tapered section
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
Note 2 to entry: See Figure 5.
4 Principle
According to ISO 527-1.
5 Apparatus
The apparatus shall conform to ISO 527-1:2019, Clause 5, except for the following.
The micrometre or its equivalent (see ISO 16012:2015, 5.5) shall read to 0,01 mm or better. It shall have
a suitable-size ball-ended anvil if used on irregular surfaces and a flat anvil if used on flat, smooth (e.g.
machined) surfaces.
When using extensometers with specimen type 4, use a gauge length of 25 mm (see ISO 527-1:2019,
5.1.5).
It is recommended to check alignment of the specimen and loading train as described in Annex A.
6 Test specimens
6.1 Shape and dimensions
Four types of test specimen are specified for use with this document, as detailed and illustrated in
Figure 3 (type 1 B), Figure 4 (types 2 and 3) and Figure 5 (type 4).
Type 1B is for testing fibre-reinforced thermoplastics. Type 1B specimens may also be used for
fibre-reinforced thermosets if they break within the gauge length. Type 1B shall not be used for
multidirectional, continuous-fibre-reinforced materials.
5
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ISO 527-4:2023(E)
Type 2 is rectangular without end-tabs, and Type 3 is rectangular with bonded end-tabs. They are
for testing fibre reinforced thermosets and thermoplastics. Specimens with unbonded end tabs are
considered as type 2.
The preferred width of type 2 and type 3 specimens is 25 mm, but widths of 50 mm or greater may be
used if the tensile strength is low due to the particular type of reinforcement used.
Type 4 is tapered without end-tabs and for testing fibre-reinforced composites, especially for testing
multidirectional, continuous-fibre reinforced thermoplastics. Please refer to Annex B.
The thickness of type 2, type 3 and type 4 specimens shall be between 2 mm and 10 mm.
To decide whether to use specimen with or without tabs, first carry out tests without using tabs
(specimen type 2 [rectangle] or type 4 [tapered]) and, if the tests are not successful, i.e. if almost all
specimens break in the grips (see Clause 7), perform test with bonded end tabs on the specimens
(specimen type 3). Refer to Annex C for guidance on unbonded tabs or gripping condition without tabs
using fine grip faces and careful control of the gripping force.
NOTE Continuous fibre reinforced composites typically have high fracture forces due to high tensile
strength of their fibres. Using specimen thicknesses larger than 4 mm can require an increased clamping length
to counter high clamping pressures.
The recommended specimen thickness for continuous-fibre-reinforced composites is 2 mm. For
compression-moulded materials, the thickness between the end-pieces of any type of specimen shall at
no point deviate from the mean by more than 2 %.
6
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ISO 527-4:2023(E)
Symbol Name Dimensions in millimetres
a
l Overall length ≥150
3
l Length of narrow parallel-sided portion 60,0 ± 0,5
1
b
r Radius ≥60
b Width at ends 20,0 ± 0,2
2
b Width of narrow portion 10,0 ± 0,2
1
h Thickness 2 to 10
L Gauge length (recommended for extensometers) 50,0 ± 0,5
0
L Initial distance between grips 115 ± 1
a
For some materials, the length of the tabs can be extended (e.g. so that l = 200 mm) to prevent breakage or slippage of
3
the specimen in the jaws.
b
It should be noted that a thickness of 4 mm gives a specimen which is identical to the type 1B specimen specified in
ISO 527-2.
Figure 3 — Type 1B specimen
a) Type 2 specimen
7
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ISO 527-4:2023(E)
b) Type 3 specimen
Key
1 centrings holes (optional), ϕ D
2 jaws
Symbol Name Dimensions in millimetres
Type 2 Type 3
L Overall length ≥250 ≥250
3
L Distance between end tabs — 150 ± 1
2
b Width 25 ± 0,5 or 50 ± 0,5 25 ± 0,5 or 50 ± 0,5
1
h Thickness 2 to 10 2 to 10
L Gauge length (recommended for extensometers) 50 ± 1 50 ± 1
0
L Initial distance between grips (nominal) 150 ± 1 150 ± 1
L Length of end tabs — ≥50
T
h Thickness of end tabs — 1 to 3
T
D Diameter of centring holes 3 ± 0,25 3 ± 0,25
NOTE Requirements on specimen quality and parallelism are given in ISO 527-1:2019, 6.4.
Figure 4 — Type 2 and type 3 specimens
8
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ISO 527-4:2023(E)
Symbol Name Dimensions in millimetres
Type 4
L Total length ≥300
3
b Width of parallel mid-section 25 ± 0,5
1
b Width at ends 28 ± 0,5
2
H Thickness 2 to 10
L Gauge length (recommended for extensometers) 25 ± 1
0
L Initial distance in between grips (nominal) 200
P Bézier curve control point in (u, v) coordinates (0; 0)
0
P Bézier curve control point in (u, v) coordinates (4,86; 0)
1
P Bézier curve control point in (u, v) coordinates (13,0; 0)
2
P Bézier curve control point in (u, v) coordinates (87,5; 1,5)
3
c Edge is a Bézier curve
j Clamping jaws
NOTE Requirements on specimen quality and parallelism are given in ISO 527-1:2019, 6.4.
Figure 5 — Type 4 specimen
Formulae (1) and (2) are the Bezier curve specifically resolved for the specimen type 4 to calculate a
polyline being applicable on most CNC machines. They define the local coordinates (u, v) of the tapered
section’s edge depicted in Figure 5. The transformation into the specimens coordinate system (x, y) is
depicted in Figure 5. The variable t should not exceed increments higher than 0,05 to avoid a course
partitioned polyline. A more detailed description on how to construct the type 4 specimen is given in
B.2.
32
ut()=+63,,08tt9841+ 45, 8t (1)
3
vt()=15, t (2)
with tw∈[]01,,itht Δ ≤ 005
9
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ISO 527-4:2023(E)
6.2 Preparation of specimens
6.2.1 General
In the case of moulding and lamination materials, prepare a panel in accordance with ISO 1268 (all parts)
or another specified/agreed procedure. Cut individual specimens, or groups of specimens in the case of
type 3 specimens (see Annex D), from the panel.
In the case of finished products (for example, for quality control during manufacture or on delivery),
take specimens from flat areas.
Parameters for machining specimens shall be as specified in ISO 2818. Further guidance on cutting
specimens is given in Annex D.
For machining of type 4 specimens only, a polyline of the required profile can be calculated using the
Formulae (1) and (2).
6.2.2 End tabs for type 3 specimens
The ends of the specimen shall be reinforced, preferably with end tabs made of cross-ply or fabric glass-
fibre/resin laminate with the fibres at ±45° to the specimen axis. The tab thickness shall be between
1 mm and 3 mm, with a tab angle of 90° (i.e. not tapered).
Alternative tabbing arrangements are permissible, but shall be shown, before use, to give at least equal
strength and no greater coefficient of variation (see ISO 527-1:2019, 10.5 and ISO 3534-1) than the
recommended tabs. Possible alternatives include tabs made from the material under test, mechanically
fastened tabs, unbonded tabs made of rough materials (such as emery paper or sandpaper), and fine
grip faces without tabs as described in Annex C.
6.2.3 Applications of end tabs for type 3 specimens
Bond the end tabs to the specimen with a high-stretch adhesive in accordance with Annex D.
NOTE The same procedure can be used for individual specimens and for a group of specimens.
6.3 Gauge marks
The gauge marks shall conform to ISO 527-1:2019, 6.3.
Mark the parallel mid-section of the specimen when using specimen type 4. The first mark indicates
the centre of the parallel mid-section. Two additional marks shall be placed in a distance of 12,5 mm
from the centre (see Figure 6). The marks indicate the width and thickness measurement points of the
specimen. In addition, the outer marks indicate the extensometer placement positions.
Figure 6 — Positions of supporting marks
6.4 Checking the specimens
The specimen checking shall conform to ISO 527-1:2019, 6.4.
10
© ISO 2023 – All rights reserved
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ISO 527-4:2023(E)
6.5 Anisotropy
The properties of fibre-reinforced plastic composites frequently vary with direction in the plane of the
sheet (anisotropy). For this reason, it is recommended that two groups of test specimens be prepared
with their major axes parallel and perpendicular, respectively, to the direction of some feature which
is inferred from a knowledge of the structure of the material or its method of manufacture (see 3.10).
7 Number of specimens
The number of specimens shall conform to ISO 527-1:2019, Clause 7, except the following.
Specimens that slip or break inside the grips or at the grips edge regions are invalid. Those specimens
shall be discarded and further specimens shall be tested.
8 Conditioning
Conditioning shall be in accordance with ISO 527-1:2019, Clause 8.
9 Procedure
9.1 Test atmosphere
Test atmosphere shall be in accordance with ISO 527-1:2019, 9.1.
9.2 Measurement of specimen dimensions
The measurement shall conform to ISO 527-1:2019, 9.2, except for the following.
For specimen type 4, record the width, thickness and total length in accordance with ISO 16012. The
width and thickness shall be measured at the specimen’s centre and within a distance of 12,5 mm
from the centre equally on both sides (see positions of gauge marks defined in 6.3). The total length
shall be measured to the nearest 0,5 mm for a failure location related tensile strength estimation (see
ISO 527-1:2019, 10.1). Use the mean values of measured width and thickness to calculate the cross-
section of the test specimen’s measurement area.
9.3 Clamping
The clamping shall conform to ISO 527-1:2019
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 527-4
Troisième édition
2023-03
Plastiques — Détermination des
propriétés en traction —
Partie 4:
Conditions d'essai pour les composites
plastiques renforcés de fibres
isotropes et orthotropes
Plastics — Determination of tensile properties —
Part 4: Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-reinforced
plastic composites
Numéro de référence
ISO 527-4:2023(F)
© ISO 2023
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ISO 527-4:2023(F)
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 527-4:2023(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 5
5 Appareillage . 5
6 Éprouvettes. 6
6.1 Forme et dimensions . 6
6.2 Préparation des éprouvettes . 10
6.2.1 Généralités . 10
6.2.2 Talons pour les éprouvettes de type 3 . 10
6.2.3 Fixation des talons pour les éprouvettes de type 3 . 10
6.3 Repères . 10
6.4 Vérification des éprouvettes . 11
6.5 Anisotropie . 11
7 Nombre d’éprouvettes .11
8 Conditionnement .11
9 Mode opératoire .11
9.1 Atmosphère d’essai . 11
9.2 Mesurage des dimensions des éprouvettes . 11
9.3 Fixation . 11
9.4 Précontraintes .12
9.5 Réglage des extensomètres et des jauges de déformation, et mise en place des
repères . 12
9.6 Vitesse d’essai .12
9.6.1 Pour les éprouvettes de type 1B .12
9.6.2 Pour les éprouvettes de type 2, de type 3 et de type 4 .12
9.7 Enregistrement des données .12
10 Calcul et expression des résultats .12
10.1 Calcul de toutes les propriétés pour des éprouvettes à bords parallèles .12
10.2 Calcul de la résistance en traction des éprouvettes de type 4 en fonction de
l’emplacement de la rupture .12
11 Fidélité .12
12 Rapport d’essai .13
Annexe A (informative) Alignement des éprouvettes .14
Annexe B (informative) Essai avec une géométrie d’éprouvette de traction biseautée sans
talons (de type 4) .16
Annexe C (informative) Talons non collés ou conditions de serrage sans talons avec des
mors à surfaces fines .19
Annexe D (normative) Préparation des éprouvettes (type 2 et type 3) .22
Annexe E (normative) Calcul de la résistance en traction des éprouvettes de type 4 en
fonction de l’emplacement de la rupture .24
Bibliographie .28
iii
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ISO 527-4:2023(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la 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 www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, [nom du comité], sous-
comité SC 13, Composites et fibres de renforcement, en collaboration avec le comité technique CEN/
TC 249, Plastiques, du Comité européen de normalisation (CEN) conformément à l’Accord de coopération
technique entre l’ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 527-4:2021), dont elle constitue
une révision mineure.
Les modifications sont les suivantes:
— les symboles des Figures 1 et 5 ont été mis à jour pour correspondre au texte ;
— les symboles du Tableau B.2 ont été mis à jour par souci de cohérence (majuscules vers minuscules) ;
— les symboles de l’Annexe E ont été mis à jour par souci de cohérence (majuscules vers minuscules) ;
— une référence a été ajoutée à la Bibliographie.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 527 se trouve sur le site web de l’ISO.
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.
iv
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ISO 527-4:2023(F)
Introduction
Le présent document introduit une nouvelle éprouvette, de type 4, avec une géométrie biseautée, à
utiliser sans talons. Cette géométrie a été mise au point pour surmonter les difficultés rencontrées avec
des éprouvettes à talons collés, en particulier lors des essais de matériaux à matrice thermoplastique.
Des lignes directrices ont également été ajoutées concernant le serrage, notamment sur la conception
des mors.
v
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NORME INTERNATIONALE ISO 527-4:2023(F)
Plastiques — Détermination des propriétés en traction —
Partie 4:
Conditions d'essai pour les composites plastiques
renforcés de fibres isotropes et orthotropes
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les conditions d’essai pour la détermination des propriétés en traction des
composites plastiques renforcés de fibres isotropes et orthotropes, basées sur les principes généraux
établis dans l’ISO 527-1.
NOTE 1 Les matériaux renforcés unidirectionnels sont traités dans l’ISO 527-5.
Les méthodes sont utilisées pour étudier le comportement en traction des éprouvettes et pour
déterminer la résistance en traction, le module d’élasticité en traction, les coefficients de Poisson et
d’autres aspects de la relation contrainte/déformation en traction dans les conditions définies.
La méthode d’essai convient aux matériaux suivants:
— les composites thermodurcissables et thermoplastiques renforcés de fibres, contenant des renforts
non unidirectionnels comme les mats, les tissus (fils de base ou stratifils), les fils de base coupés,
les combinaisons de tels renforts, les hybrides, les stratifils, les fibres courtes et broyées ou les
matériaux préimprégnés (prepregs);
NOTE 2 Les éprouvettes moulées par injection sont couvertes par l’ISO 527-2.
— les combinaisons de matériaux ci-dessus avec un renfort unidirectionnel, et les matériaux renforcés
multidirectionnels réalisés avec des couches unidirectionnelles, sous réserve que ces stratifiés
soient symétriques;
NOTE 3 Les matériaux à renfort parfaitement ou principalement unidirectionnel sont couverts par
l’ISO 527-5.
— les produits finis fabriqués avec les matériaux mentionnés ci-dessus.
Les fibres de renforcement concernées comprennent les fibres de verre, les fibres de carbone, les fibres
d’aramide et autres fibres similaires.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 527-1:2019, Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 1: Principes généraux
ISO 1268 (toutes les parties), Plastiques renforcés de fibres — Méthodes de fabrication de plaques d’essai
ISO 2818, Plastiques — Préparation des éprouvettes par usinage
ISO 16012, Plastiques — Détermination des dimensions linéaires des éprouvettes
1
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ISO 527-4:2023(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
longueur de référence
L
0
distance initiale entre les repères sur la partie centrale de l’éprouvette
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres (mm).
Note 2 à l'article: Les valeurs de la longueur de référence qui sont indiquées pour les types d’éprouvettes dans les
différentes parties de l’ISO 527 représentent la longueur de référence maximale correspondante.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.1]
3.2
épaisseur
h
plus petite dimension initiale de la section transversale rectangulaire dans la partie centrale d’une
éprouvette
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.2]
3.3
largeur
b
plus grande dimension initiale de la section transversale rectangulaire dans la partie centrale d’une
éprouvette
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.3]
3.4
vitesse d’essai
v
vitesse de séparation des mâchoires de serrage
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres par minute (mm/min).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.5]
3.5
contrainte
σ
force par unité de surface de la section transversale initiale de la longueur de référence
(3.1)
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en mégapascals (MPa).
Note 2 à l'article: Pour faire la distinction avec la contrainte réelle associée à la section transversale réelle de
l’éprouvette, cette contrainte est fréquemment appelée «contrainte d’ingénierie».
2
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ISO 527-4:2023(F)
Note 3 à l'article: σ est désignée par σ pour la direction «1» et par σ pour la direction «2» (voir 3.9 et la Figure 2
1 2
pour les définitions de ces directions).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6, modifié — Domaine “” et Note 3 à l’article ont été ajoutés.]
3.5.1
résistance
σ
m
contrainte maximale observée lors d’un essai de traction
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en mégapascals (MPa).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6.2]
3.6
déformation
ε
allongement de la longueur par unité de longueur initiale de la longueur de référence
Note 1 à l'article: Elle est exprimée comme un rapport sans dimension ou en pourcentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7]
3.6.1
déformation à la résistance
ε
m
déformation à laquelle la résistance (3.5.1) est atteinte
Note 1 à l'article: Elle est exprimée comme un rapport sans dimension ou en pourcentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7.3]
3.7
module d’élasticité en traction
E
t
pente de la courbe de contrainte/déformation σ(ε) dans l’intervalle entre les deux déformations
ε = 0,05 % et ε = 0,25 %
1 2
Note 1 à l'article: Il est exprimé en mégapascals (MPa).
Note 2 à l'article: Il peut être calculé soit comme un module sécant, soit comme la pente d’une droite de régression
linéaire par la méthode des moindres carrés sur cet intervalle.
Note 3 à l'article: La présente définition ne s’applique pas aux films.
Note 4 à l'article: Voir la Figure 1.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.9]
3
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ISO 527-4:2023(F)
Légende
X déformation, ε
Y contrainte, σ
a
Pente E.
Figure 1 — Courbe de contrainte/déformation
3.8
coefficient de Poisson
μ
rapport négatif de la variation de la déformation Δε , selon l’un des deux axes perpendiculaires à la
n
direction d’allongement, sur la variation de la déformation Δε correspondante dans la direction
l
d’allongement, dans la partie linéaire de la courbe de déformation longitudinale en fonction de la
déformation normale
Note 1 à l'article: Il est exprimé comme un rapport sans dimension.
Note 2 à l'article: Étant donné que la variation de la déformation latérale Δε est un nombre négatif et que la
n
variation de la déformation longitudinale Δε est un nombre positif, le coefficient de Poisson tel que défini dans
l
l’ISO 527-1:2019, 3.10 est un nombre positif.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.10]
3.9
axes des coordonnées de l’éprouvette
1, 2, 3
axes, sur lesquels la direction «1» est généralement définie par une caractéristique associée à la
structure du matériau ou à son mode de fabrication, comme le sens de la longueur dans un procédé
de fabrication de plaques en continu (voir la Figure 2) et la direction «2» est perpendiculaire à la
direction «1»
Note 1 à l'article: La direction «1» est aussi désignée par direction à 0° ou encore direction longitudinale, et la
direction «2» est désignée par direction à 90° ou direction transversale. La direction «3» est perpendiculaire au
plan de la direction «1» et de la direction «2». La direction «3» est aussi appelée direction «à travers l’épaisseur»
pour les systèmes plans.
4
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ISO 527-4:2023(F)
Note 2 à l'article: Pour les matériaux unidirectionnels qui font l’objet de la Partie 5 du présent document, la
direction parallèle aux fibres est désignée par direction «1» et la direction perpendiculaire aux fibres (dans le
plan du préimprégné/de la plaque) par direction «2».
Figure 2 — Composite plastique renforcé de fibres et axes de symétrie
3.10
position de la rupture
u
F
emplacement de la rupture de l’éprouvette de type 4 dans le système de coordonnées locales (u, v) de la
section biseautée
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres (mm).
Note 2 à l'article: Voir la Figure 5.
4 Principe
Conformément à l’ISO 527-1.
5 Appareillage
L’appareillage doit être conforme à l’ISO 527-1:2019, Article 5, à la différence que:
Le micromètre ou son équivalent (voir l’ISO 16012:2015, 5.5) doit permettre une lecture à 0,01 mm
près ou avec une meilleure précision. Il doit avoir des touches de dimension convenable présentant un
profil bombé pour mesurer les surfaces irrégulières et un profil plat pour mesurer les surfaces planes,
lisses (par exemple usinées).
En cas d’utilisation d’extensomètres avec l’éprouvette de type 4, utiliser une longueur de référence de
25 mm (voir l’ISO 527-1:2019, 5.1.5).
Il est recommandé de vérifier l’alignement de l’éprouvette et de la machine de traction comme décrit
dans l’Annexe A.
5
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6 Éprouvettes
6.1 Forme et dimensions
Quatre types d’éprouvettes sont spécifiés pour l’emploi avec le présent document et sont détaillés et
illustrés à la Figure 3 (type 1B), à la Figure 4 (types 2 et 3) et à la Figure 5 (type 4).
Le type 1B est destiné aux essais des thermoplastiques renforcés de fibres. Les éprouvettes de type 1B
peuvent aussi être utilisées pour les thermodurcissables renforcés de fibres s’ils se rompent dans
la longueur de référence. Le type 1B ne doit pas être utilisé pour les matériaux renforcés de fibres
continues multidirectionnelles.
Le type 2 est rectangulaire sans talons et le type 3 est rectangulaire avec des talons collés. Ils sont
destinés aux essais des thermoplastiques et thermodurcissables renforcés de fibres. Les éprouvettes
avec des talons non collés sont considérées comme étant de type 2.
La largeur préférentielle des éprouvettes de type 2 et de type 3 est de 25 mm, mais des largeurs de
50 mm ou plus peuvent être utilisées si la résistance en traction est faible à cause du type particulier de
renfort utilisé.
Le type 4 est biseauté sans talons et il est destiné aux essais des composites renforcés de fibres, en
particulier pour les thermoplastiques renforcés de fibres continues multidirectionnelles. Se référer à
l’Annexe B.
L’épaisseur des éprouvettes de type 2, de type 3 et de type 4 doit être comprise entre 2 mm et 10 mm.
Pour décider de l’emploi d’une éprouvette avec ou sans talons, effectuer d’abord des essais avec des
éprouvettes sans talons (éprouvette de type 2 [rectangulaire] ou de type 4 [biseautée]) et, si les essais
ne sont pas satisfaisants, c’est-à-dire si presque toutes les éprouvettes se rompent dans les mors (voir
l’Article 7), réaliser l’essai avec des talons collés aux éprouvettes (éprouvette de type 3). Se référer à
l’Annexe C pour des lignes directrices concernant les «Talons non collés ou conditions de serrage sans
talons avec des mors à surfaces fines» avec un contrôle minutieux de la force de serrage.
NOTE Les composites renforcés de fibres continues ont généralement des forces de fracture élevées en
raison de la haute résistance en traction de leurs fibres. L’utilisation d’éprouvettes d’une épaisseur supérieure à
4 mm peut nécessiter de rallonger la longueur de serrage pour contrer les pressions de serrage élevées.
L’épaisseur des éprouvettes recommandée pour les composites renforcés de fibres continues est de
2 mm. Pour les matériaux moulés par compression, l’épaisseur entre talons de n’importe quel type
d’éprouvette ne doit pas s’écarter de la moyenne de plus de 2 %.
6
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ISO 527-4:2023(F)
Symbole Nom Dimensions en millimètres
a
l Longueur totale ≥150
3
l Longueur de la partie étroite parallèle 60,0 ± 0,5
1
b
r Rayon ≥60
b Largeur aux extrémités 20,0 ± 0,2
2
b Largeur de la partie étroite 10,0 ± 0,2
1
h Épaisseur de 2 à 10
L Longueur de référence (recommandée pour les 50,0 ± 0,5
0
extensomètres)
L Distance initiale entre mors 115 ± 1
a
Pour certains matériaux, il peut être nécessaire de rallonger la longueur des talons (par exemple de façon que
l = 200 mm) pour éviter toute cassure ou tout glissement de l’éprouvette dans les mors.
3
b
Il convient de noter qu’avec une épaisseur de 4 mm, cette éprouvette est identique à l’éprouvette de type 1B spécifiée
dans l’ISO 527-2.
Figure 3 — Éprouvette de type 1B
a) Éprouvette de type 2
7
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ISO 527-4:2023(F)
b) Éprouvette de type 3
Légende
1 trous de centrage (facultatifs), ϕ D
2 mors
Symbole Nom Dimensions en millimètres
Type 2 Type 3
L Longueur totale ≥250 ≥250
3
L Distance entre talons — 150 ± 1
2
b Largeur 25 ± 0,5 ou 50 ± 0,5 25 ± 0,5 ou 50 ± 0,5
1
h Épaisseur 2 à 10 2 à 10
L Longueur de référence (recommandée pour les
0
50 ± 1 50 ± 1
extensomètres)
L Distance initiale entre mors (nominale) 150 ± 1 150 ± 1
L Longueur des talons — ≥ 50
T
h Épaisseur des talons — 1 à 3
T
D Diamètre des trous de centrage 3 ± 0,25 3 ± 0,25
NOTE Les exigences concernant la qualité et le parallélisme de l’éprouvette sont données dans
l’ISO 527-1:2019, 6.4.
Figure 4 — Éprouvettes de type 2 et de type 3
8
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ISO 527-4:2023(F)
Symbole Nom Dimensions en millimètres
Type 4
L Longueur totale ≥ 300
3
b Largeur de la section médiane parallèle 25 ± 0,5
1
b Largeur aux extrémités 28 ± 0,5
2
h Épaisseur 2 à 10
L Longueur de référence (recommandée pour les extensomètres) 25 ± 1
0
L Distance initiale entre mors (nominale) 200
P Point de contrôle de la courbe de Bézier en coordonnées (u, v) (0; 0)
0
P Point de contrôle de la courbe de Bézier en coordonnées (u, v) (4,86; 0)
1
P Point de contrôle de la courbe de Bézier en coordonnées (u, v) (13,0; 0)
2
P Point de contrôle de la courbe de Bézier en coordonnées (u, v) (87,5; 1,5)
3
c Le bord est une courbe de Bézier
j Mors
NOTE Les exigences concernant la qualité et le parallélisme de l’éprouvette sont données dans
l’ISO 527-1:2019, 6.4.
Figure 5 — Éprouvette de type 4
Les Formules (1) et (2) correspondent à la courbe de Bézier résolue spécifiquement pour l’éprouvette de
type 4, afin de calculer une polyligne applicable à presque toutes les machines CNC. Elles définissent les
coordonnées locales (u, v) du bord de la section biseautée décrit à la Figure 5. La transformation dans le
système de coordonnées de l’éprouvette (x, y) est illustrée à la Figure 5. Il convient que la variable t ne
dépasse pas des incréments de plus de 0,05 pour éviter une polyligne partitionnée. Une description plus
détaillée sur la manière de fabriquer l’éprouvette de type 4 est donnée en B.2.
32
ut()=+63,,08tt9841+ 45, 8t (1)
3
vt()=15, t (2)
avec tt∈[]01,,avecΔ ≤005
9
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ISO 527-4:2023(F)
6.2 Préparation des éprouvettes
6.2.1 Généralités
Dans le cas de matériaux pour moulage et stratification, réaliser un panneau conformément à
l’ISO 1268 (toutes les parties) ou à tout autre mode opératoire spécifié ou ayant fait l’objet d’un accord.
À partir du panneau, découper des éprouvettes individuelles ou des groupes d’éprouvettes dans le cas
d’éprouvettes de type 3 (voir l’Annexe D).
Dans le cas de produits finis (par exemple, pour le contrôle qualité en fabrication ou à la livraison),
prélever les éprouvettes dans des zones planes.
Les paramètres d’usinage des éprouvettes doivent être spécifiés dans l’ISO 2818. D’autres lignes
directrices sur la découpe des éprouvettes sont fournies dans l’Annexe D.
Pour l’usinage des éprouvettes de type 4 uniquement, une polyligne ayant le profil requis peut être
calculée à l’aide des Formules (1) et (2).
6.2.2 Talons pour les éprouvettes de type 3
Les extrémités des éprouvettes doivent, de préférence, être renforcées par des talons en stratifié verre-
résine à base de tissu ou de couches croisées, dont l’axe des fibres forme un angle de ±45° avec l’axe de
l’éprouvette. L’épaisseur des talons doi
...
ISO /FDIS 527-4:20212022(E)
Date: 2021-122022-11-17
Corrected version: 2022-02
ISO/TC 61/SC 13
Secretariat: JISC
Plastics — Determination of tensile properties — Part 4: Test conditions for
isotropic and orthotropic fibre-reinforced plastic composites
Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 4: Conditions d'essai
pour les composites plastiques renforcés de fibres isotropes et orthotropes
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
© ISO 20212022
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Contents Page
Foreword . 6
Introduction . 8
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 6
5 Apparatus . 6
6 Test specimens . 6
6.1 Shape and dimensions . 6
6.2 Preparation of specimens . 12
6.2.1 General . 12
6.2.2 End tabs for type 3 specimens . 12
6.2.3 Applications of end tabs for type 3 specimens . 13
6.3 Gauge marks . 13
6.4 Checking the specimens . 13
6.5 Anisotropy . 13
7 Number of specimens . 13
8 Conditioning . 14
9 Procedure . 14
9.1 Test atmosphere . 14
9.2 Measurement of specimen dimensions . 14
9.3 Clamping . 14
9.4 Prestresses . 14
9.5 Setting of extensometers and strain gauges and placing of gauge marks . 14
9.6 Speed of testing . 14
9.6.1 For type 1B test specimens . 14
9.6.2 For type 2, type 3 and type 4 test specimens . 14
9.7 Recording of data . 15
10 Calculation and expression of results . 15
10.1 Calculation of all properties for parallel sided specimens . 15
10.2 Failure location related calculation of tensile strength for type 4 specimens . 15
11 Precision . 15
12 Test report . 15
Annex A (informative) Alignment of specimens . 16
Annex B (informative) Testing with tapered tensile specimen geometry without tabs (type
4) . 18
B.1 Overview . 18
B.2 Type 4 specimen’s geometry . 18
B.3 Comparison of type 4 and type 3 geometry . 18
Annex C (informative) Unbonded tabs or gripping condition without tabs using fine grip
face . 21
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
C.1 Overview . 21
C.2 Test specimens . 21
C.3 Unbonded tabs . 21
C.4 Gripping condition without tabs using fine grip faces . 21
C.5 Comparison of grip conditions . 21
Annex D (normative) Specimen preparation for type 2 and type 3 . 24
D.1 Machining the specimens . 24
D.2 Preparation of specimens with bonded end tabs . 24
Annex E (normative) Failure location related calculation of tensile strength for type 4
specimens . 26
E.1 Estimation of the failure location uF within specimen . 26
E.2 Calculation of the fracture cross section ratio c . 27
Fr
E.3 Calculation of the tensile strength σ . 28
M
E.4 Tensile strain estimation at failure position u > 0 . 29
F
Bibliography . 31
Foreword . v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Principle . 6
5 Apparatus . 6
6 Test specimens . 6
6.1 Shape and dimensions . 6
6.2 Preparation of specimens . 12
6.2.1 General . 12
6.2.2 End tabs for type 3 specimens . 12
6.2.3 Applications of end tabs for type 3 specimens . 13
6.3 Gauge marks . 13
6.4 Checking the specimens . 13
6.5 Anisotropy . 13
7 Number of specimens . 13
8 Conditioning . 14
9 Procedure . 14
9.1 Test atmosphere . 14
9.2 Measurement of specimen dimensions . 14
9.3 Clamping . 14
9.4 Prestresses . 14
9.5 Setting of extensometers and strain gauges and placing of gauge marks . 14
9.6 Speed of testing . 14
© ISO 2022 – All rights reserved
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
9.6.1 For type 1B test specimens . 14
9.6.2 For type 2, type 3 and type 4 test specimens . 14
9.7 Recording of data . 15
10 Calculation and expression of results . 15
10.1 Calculation of all properties for parallel sided specimens . 15
10.2 Failure location related calculation of tensile strength for type 4 specimens . 15
11 Precision . 15
12 Test report . 15
Annex A (informative) Alignment of specimens . 16
Annex B (informative) Testing with tapered tensile specimen geometry without tabs (type
4) . 18
Annex C (informative) Unbonded tabs or gripping condition without tabs using fine grip
face . 21
Annex D (normative) Specimen preparation for type 2 and type 3 . 24
Annex E (normative) Failure location related calculation of tensile strength for type 4
specimens . 26
Bibliography. 31
© ISO 2022 – All rights reserved
v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO
collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directiveswww.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any
patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on
the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patentswww.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation 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.htmlwww.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 13,
Composites and reinforcement fibres, in collaboration with the European Committee for Standardization
(CEN) Technical Committee CEN/TC 249, Plastics, in accordance with the Agreement on technical
cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This secondthird edition cancels and replaces the firstsecond edition (ISO 527-4:1997),2021), of which
has been technically revisedit constitutes a minor revision.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— specimen type 4 (tapered tensile specimen) especially for testing of multidirectional, continuous
fibre-reinforced thermoplastic composites has been implemented;
— gripping force or pressure (e.g. via torque or manometer depending on gripping system used) has
been adjusted;
— the following new annexes— symbols Figures 1 and 5 have been added:updated to match the text;
— Annex C (Unbonded tabs or gripping condition without tabs using fine grip faces),
— Annex B (Testing with tapered tensile specimen geometry without tabs), and
— — symbols in Table B.2 have been updated for consistency (upper case to lower case);
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vi
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
— symbols in Annex E (Failure location related calculation of tensile strengthhave been updated for
type 4 specimens).consistency (upper case to lower case);
— a reference has been added to the bibliography.
A list of all parts in the ISO 527 series can be found on the ISO website.
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.htmlwww.iso.org/members.html.
This corrected version of ISO 527-4:2021 incorporates the following corrections:
— In Annex D, references to Figure A.1 has been corrected to Figure D.1.
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vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Introduction
This document introduces a new test specimen, type 4, with a tapered geometry for use without end tabs.
The geometry has been developed to overcome difficulties with bonding end-tabbed test specimens,
especially when testing materials based on a thermoplastic matrix.
Guidance on gripping, including grip face design, is also added.
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viii
---------------------- Page: 8 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Plastics — Determination of tensile properties — Part 4: Test
conditions for isotropic and orthotropic fibre-reinforced
plastic composites
1 Scope
This document specifies the test conditions for the determination of the tensile properties of isotropic
and orthotropic fibre-reinforced plastic composites, based upon the general principles given in ISO 527-
1.
NOTE 1 Unidirectional reinforced materials are covered by ISO 527-5.
The methods are used to investigate the tensile behaviour of the test specimens and for determining the
tensile strength, tensile modulus, Poisson's ratios and other aspects of the tensile stress-strain
relationship under the defined conditions.
The test method is suitable for use with the following materials:
— fibre-reinforced thermosetting and thermoplastic composites incorporating non-unidirectional
reinforcements such as mats, woven fabrics, woven rovings, chopped strands, combinations of such
reinforcements, hybrids, rovings, short or milled fibres or preimpregnated materials (prepregs);
NOTE 2 Injection moulded specimens are covered by ISO 527-2.
— combinations of the above with unidirectional reinforcements and multidirectional reinforced
materials constructed from unidirectional layers, provided such laminates are symmetrical;
NOTE 3 Materials with completely or mainly unidirectional reinforcements are covered by ISO 527-5.
— finished products made from materials mentioned above.
The reinforcement fibres covered include glass fibres, carbon fibres, aramid fibres and other similar
fibres.
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 527-1:2019, Plastics — Determination of tensile properties — Part 1: General principles
ISO 1268 (all parts), Fibre-reinforced plastics — Methods of producing test plates
ISO 2818, Plastics — Preparation of test specimens by machining
ISO 16012, Plastics — Determination of linear dimensions of test specimens
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1
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obphttps://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at https://www.electropedia.org/https://www.electropedia.org/
3.1
gauge length
L0
initial distance between the gauge marks on the central part of the test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
Note 2 to entry: The values of the gauge length that are indicated for the specimen types in the different parts
of ISO 527 represent the maximum relevant gauge length.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.1]
3.2
thickness
h
smaller initial dimension of the rectangular cross-section in the central part of a test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.2]
3.3
width
b
larger initial dimension of the rectangular cross-section in the central part of a test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.3]
3.4
test speed
v
rate of separation of the gripping jaws
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres per minute (mm/min).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.5]
3.5
stress
σ
normal force per unit area of the original cross-section within the gauge length (3.1)
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
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2
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Note 2 to entry: In order to differentiate from the true stress related to the actual cross-section of the specimen, this
stress is frequently called “engineering stress”.
Note 3 to entry: σ for “1"-direction specimens is defined as σ1 and for "2"-direction specimens as σ2 (see 3.9 and
Figure 2 for definitions of these directions).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6, modified — Domain “” and Note 3 to entry has been added.]
3.5.1
strength
σ
m
maximum stress observed during a tensile test
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6.2]
3.6
strain
ε
increase in length per unit original length of the gauge
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7]
3.6.1
strain at strength
ε
m
strain at which the strength (3.5.1) is reached
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7.3]
3.7
tensile modulus
modulus of elasticity under tension
Et
slope of the stress/strain curve σ(ε) in the interval between the two strains ε = 0,05 % and ε = 0,25 %
1 2
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
Note 2 to entry: It may be calculated either as the chord modulus or as the slope of a linear least-squares regression
line in this interval.
Note 3 to entry: This definition does not apply to films.
Note 4 to entry: See Figure 1.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.9]
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3
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Key
X strain, ε
Y stress, σ
a slope E
Figure 1 — Stress-strain curve
3.8
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4
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Poisson's ratio
µ
negative ratio of the strain change Δε , in one of the two axes normal to the direction of extension, to the
n
corresponding strain change Δεl in the direction of extension, within the linear portion of the longitudinal
versus normal strain curve
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio.
Note 2 to entry: Since the lateral strain change Δε is a negative number and the longitudinal strain change Δε is
n l
positive, the Poissons ratio as defined in ISO 527-1:2019, 3.10 is a positive number.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.10]
3.9
specimen coordinate axes
1, 2, 3
axes, where “1"-direction is normally defined in terms of a feature associated with the material structure
or the production process, such as the length direction in continuous-sheet processes (see Figure 2) and
the “2"-direction is perpendicular to the “1"-direction.
Note 1 to entry: The “1-direction is also referred to as the 0° or longitudinal direction and the “2’‘-direction as the
90° or transverse direction. The “3-direction” is perpendicular to the plane of the “1-direction” and “2-direction”.
The “3-direction” is also referred to as the “through-thickness” direction for planar systems.
Note 2 to entry: For unidirectional materials covered by part 5 of this International Standard, the direction
parallel to the fibres is defined as the “1"-direction and the direction perpendicular to the fibres (in the plane of the
prepreg/plate) as the “2"-direction.
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5
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Figure 2 — Fibre-reinforced plastic composite showing axes of symmetry
3.10
failure position
uF
failure location of specimen type 4 within the local coordinate system (u, v) of the tapered section
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
Note 2 to entry: See Figure 5.
4 Principle
According to ISO 527-1.
5 Apparatus
The apparatus shall conform to ISO 527-1:2019, Clause 5, except for the following:.
The micrometre or its equivalent (see ISO 16012: 2015, 5.5) shall read to 0,01 mm or better. It shall have
a suitable-size ball-ended anvil if used on irregular surfaces and a flat anvil if used on flat, smooth (e.g.
machined) surfaces.
When using extensometers with specimen type 4, use a gauge length of 25 mm (see ISO 527-1:2019,
5.1.5).
It is recommended to check alignment of the specimen and loading train as described in Annex A.
6 Test specimens
6.1 Shape and dimensions
Four types of test specimen are specified for use with this document, as detailed and illustrated in
Figure 3 (type 1 B), Figure 4 (types 2 and 3) and Figure 5 (type 4).
Type 1B is for testing fibre-reinforced thermoplastics. Type 1B specimens may also be used for fibre-
reinforced thermosets if they break within the gauge length. Type 1B shall not be used for
multidirectional, continuous-fibre-reinforced materials.
© ISO 2022 – All rights reserved
6
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Type 2 is rectangular without end-tabs, and Type 3 is rectangular with bonded end-tabs. They are for
testing fibre reinforced thermosets and thermoplastics. Specimens with un
...
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 527-4
ISO/TC 61/SC 13
Plastics — Determination of tensile
Secretariat: JISC
properties —
Voting begins on:
2022-12-02
Part 4:
Voting terminates on:
Test conditions for isotropic and
2023-02-24
orthotropic fibre-reinforced plastic
composites
Plastiques — Détermination des propriétés en traction —
Partie 4: Conditions d'essai pour les composites plastiques renforcés
de fibres isotropes et orthotropes
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
DOCUMENTATION.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2022
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
FINAL
INTERNATIONAL ISO/FDIS
DRAFT
STANDARD 527-4
ISO/TC 61/SC 13
Plastics — Determination of tensile
Secretariat: JISC
properties —
Voting begins on:
Part 4:
Voting terminates on:
Test conditions for isotropic and
orthotropic fibre-reinforced plastic
composites
Plastiques — Détermination des propriétés en traction —
Partie 4: Conditions d'essai pour les composites plastiques renforcés
de fibres isotropes et orthotropes
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2022
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on
the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address below
or ISO’s member body in the country of the requester.
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED TO
ISO copyright office
SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS, NOTIFICATION
OF ANY RELEVANT PATENT RIGHTS OF WHICH
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
THEY ARE AWARE AND TO PROVIDE SUPPOR TING
CH-1214 Vernier, Geneva
DOCUMENTATION.
Phone: +41 22 749 01 11
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
Reference number
Email: copyright@iso.org
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL, TECHNO-
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Website: www.iso.org
LOGICAL, COMMERCIAL AND USER PURPOSES,
DRAFT INTERNATIONAL STANDARDS MAY ON
Published in Switzerland
OCCASION HAVE TO BE CONSIDERED IN THE
LIGHT OF THEIR POTENTIAL TO BECOME STAN-
DARDS TO WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
ii
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NATIONAL REGULATIONS. © ISO 2022
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Principle . 5
5 Apparatus . 5
6 Test specimens . 5
6.1 Shape and dimensions . 5
6.2 Preparation of specimens . 10
6.2.1 General . 10
6.2.2 End tabs for type 3 specimens . 10
6.2.3 Applications of end tabs for type 3 specimens . 10
6.3 Gauge marks . 10
6.4 Checking the specimens . 10
6.5 Anisotropy . 11
7 Number of specimens . .11
8 Conditioning .11
9 Procedure .11
9.1 Test atmosphere . 11
9.2 Measurement of specimen dimensions . 11
9.3 Clamping . 11
9.4 Prestresses . . 11
9.5 Setting of extensometers and strain gauges and placing of gauge marks . 11
9.6 Speed of testing .12
9.6.1 For type 1B test specimens .12
9.6.2 For type 2, type 3 and type 4 test specimens .12
9.7 Recording of data .12
10 Calculation and expression of results .12
10.1 Calculation of all properties for parallel sided specimens .12
10.2 Failure location related calculation of tensile strength for type 4 specimens .12
11 Precision .12
12 Test report .12
Annex A (informative) Alignment of specimens .14
Annex B (informative) Testing with tapered tensile specimen geometry without tabs (type
4) .16
Annex C (informative) Unbonded tabs or gripping condition without tabs using fine grip
face .19
Annex D (normative) Specimen preparation for type 2 and type 3 .22
Annex E (normative) Failure location related calculation of tensile strength for type 4
specimens .24
Bibliography .28
iii
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation 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 61, Plastics, Subcommittee SC 13,
Composites and reinforcement fibres, in collaboration with the European Committee for Standardization
(CEN) Technical Committee CEN/TC 249, Plastics, in accordance with the Agreement on technical
cooperation between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 527-4:2021), of which it constitutes a
minor revision.
The main changes are as follows:
— symbols Figures 1 and 5 have been updated to match the text;
— symbols in Table B.2 have been updated for consistency (upper case to lower case);
— symbols in Annex E have been updated for consistency (upper case to lower case);
— a reference has been added to the bibliography.
A list of all parts in the ISO 527 series can be found on the ISO website.
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.
iv
© ISO 2022 – All rights reserved
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Introduction
This document introduces a new test specimen, type 4, with a tapered geometry for use without
end tabs. The geometry has been developed to overcome difficulties with bonding end-tabbed test
specimens, especially when testing materials based on a thermoplastic matrix.
Guidance on gripping, including grip face design, is also added.
v
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 5 ----------------------
FINAL DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Plastics — Determination of tensile properties —
Part 4:
Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-
reinforced plastic composites
1 Scope
This document specifies the test conditions for the determination of the tensile properties of isotropic
and orthotropic fibre-reinforced plastic composites, based upon the general principles given in
ISO 527-1.
NOTE 1 Unidirectional reinforced materials are covered by ISO 527-5.
The methods are used to investigate the tensile behaviour of the test specimens and for determining
the tensile strength, tensile modulus, Poisson's ratios and other aspects of the tensile stress-strain
relationship under the defined conditions.
The test method is suitable for use with the following materials:
— fibre-reinforced thermosetting and thermoplastic composites incorporating non-unidirectional
reinforcements such as mats, woven fabrics, woven rovings, chopped strands, combinations of such
reinforcements, hybrids, rovings, short or milled fibres or preimpregnated materials (prepregs);
NOTE 2 Injection moulded specimens are covered by ISO 527-2.
— combinations of the above with unidirectional reinforcements and multidirectional reinforced
materials constructed from unidirectional layers, provided such laminates are symmetrical;
NOTE 3 Materials with completely or mainly unidirectional reinforcements are covered by ISO 527-5.
— finished products made from materials mentioned above.
The reinforcement fibres covered include glass fibres, carbon fibres, aramid fibres and other similar
fibres.
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 527-1:2019, Plastics — Determination of tensile properties — Part 1: General principles
ISO 1268 (all parts), Fibre-reinforced plastics — Methods of producing test plates
ISO 2818, Plastics — Preparation of test specimens by machining
ISO 16012, Plastics — Determination of linear dimensions of test specimens
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
1
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
gauge length
L
0
initial distance between the gauge marks on the central part of the test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
Note 2 to entry: The values of the gauge length that are indicated for the specimen types in the different parts
of ISO 527 represent the maximum relevant gauge length.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.1]
3.2
thickness
h
smaller initial dimension of the rectangular cross-section in the central part of a test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.2]
3.3
width
b
larger initial dimension of the rectangular cross-section in the central part of a test specimen
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.3]
3.4
test speed
v
rate of separation of the gripping jaws
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres per minute (mm/min).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.5]
3.5
stress
σ
normal force per unit area of the original cross-section within the gauge length (3.1)
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
Note 2 to entry: In order to differentiate from the true stress related to the actual cross-section of the specimen,
this stress is frequently called “engineering stress”.
Note 3 to entry: σ for “1"-direction specimens is defined as σ and for "2"-direction specimens as σ (see 3.9 and
1 2
Figure 2 for definitions of these directions).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6, modified — Domain “” and Note 3 to entry has been added.]
2
© ISO 2022 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/FDIS 527-4:2022(E)
3.5.1
strength
σ
m
maximum stress observed during a tensile test
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6.2]
3.6
strain
ε
increase in length per unit original length of the gauge
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7]
3.6.1
strain at strength
ε
m
strain at which the strength (3.5.1) is reached
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio, or as a percentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7.3]
3.7
tensile modulus
modulus of elasticity under tension
E
t
slope of the stress/strain curve σ(ε) in the interval between the two strains ε = 0,05 % and ε = 0,25 %
1 2
Note 1 to entry: It is expressed in megapascals (MPa).
Note 2 to entry: It may be calculated either as the chord modulus or as the slope of a linear least-squares
regression line in this interval.
Note 3 to entry: This definition does not apply to films.
Note 4 to entry: See Figure 1.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.9]
3
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Key
X strain, ε
Y stress, σ
a slope E
Figure 1 — Stress-strain curve
3.8
Poisson's ratio
µ
negative ratio of the strain change Δε , in one of the two axes normal to the direction of extension,
n
to the corresponding strain change Δε in the direction of extension, within the linear portion of the
l
longitudinal versus normal strain curve
Note 1 to entry: It is expressed as a dimensionless ratio.
Note 2 to entry: Since the lateral strain change Δε is a negative number and the longitudinal strain change Δε is
n l
positive, the Poissons ratio as defined in ISO 527-1:2019, 3.10 is a positive number.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.10]
3.9
specimen coordinate axes
1, 2, 3
axes, where “1"-direction is normally defined in terms of a feature associated with the material
structure or the production process, such as the length direction in continuous-sheet processes (see
Figure 2) and the “2"-direction is perpendicular to the “1"-direction.
Note 1 to entry: The “1-direction is also referred to as the 0° or longitudinal direction and the “2’‘-direction as the
90° or transverse direction. The “3-direction” is perpendicular to the plane of the “1-direction” and “2-direction”.
The “3-direction” is also referred to as the “through-thickness” direction for planar systems.
Note 2 to entry: For unidirectional materials covered by part 5 of this International Standard, the direction
parallel to the fibres is defined as the “1"-direction and the direction perpendicular to the fibres (in the plane of
the prepreg/plate) as the “2"-direction.
4
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Figure 2 — Fibre-reinforced plastic composite showing axes of symmetry
3.10
failure position
u
F
failure location of specimen type 4 within the local coordinate system (u, v) of the tapered section
Note 1 to entry: It is expressed in millimetres (mm).
Note 2 to entry: See Figure 5.
4 Principle
According to ISO 527-1.
5 Apparatus
The apparatus shall conform to ISO 527-1:2019, Clause 5, except for the following.
The micrometre or its equivalent (see ISO 16012:2015, 5.5) shall read to 0,01 mm or better. It shall have
a suitable-size ball-ended anvil if used on irregular surfaces and a flat anvil if used on flat, smooth (e.g.
machined) surfaces.
When using extensometers with specimen type 4, use a gauge length of 25 mm (see ISO 527-1:2019,
5.1.5).
It is recommended to check alignment of the specimen and loading train as described in Annex A.
6 Test specimens
6.1 Shape and dimensions
Four types of test specimen are specified for use with this document, as detailed and illustrated in
Figure 3 (type 1 B), Figure 4 (types 2 and 3) and Figure 5 (type 4).
Type 1B is for testing fibre-reinforced thermoplastics. Type 1B specimens may also be used for
fibre-reinforced thermosets if they break within the gauge length. Type 1B shall not be used for
multidirectional, continuous-fibre-reinforced materials.
5
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Type 2 is rectangular without end-tabs, and Type 3 is rectangular with bonded end-tabs. They are
for testing fibre reinforced thermosets and thermoplastics. Specimens with unbonded end tabs are
considered as type 2.
The preferred width of type 2 and type 3 specimens is 25 mm, but widths of 50 mm or greater may be
used if the tensile strength is low due to the particular type of reinforcement used.
Type 4 is tapered without end-tabs and for testing fibre-reinforced composites, especially for testing
multidirectional, continuous-fibre reinforced thermoplastics. Please refer to Annex B.
The thickness of type 2, type 3 and type 4 specimens shall be between 2 mm and 10 mm.
To decide whether to use specimen with or without tabs, first carry out tests without using tabs
(specimen type 2 [rectangle] or type 4 [tapered]) and, if the tests are not successful, i.e. if almost all
specimens break in the grips (see Clause 7), perform test with bonded end tabs on the specimens
(specimen type 3). Refer to Annex C for guidance on unbonded tabs or gripping condition without tabs
using fine grip faces and careful control of the gripping force.
NOTE Continuous fibre reinforced composites typically have high fracture forces due to high tensile
strength of their fibres. Using specimen thicknesses larger than 4 mm can require an increased clamping length
to counter high clamping pressures.
The recommended specimen thickness for continuous-fibre-reinforced composites is 2 mm. For
compression-moulded materials, the thickness between the end-pieces of any type of specimen shall at
no point deviate from the mean by more than 2 %.
6
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Symbol Name Dimensions in millimetres
a
l Overall length ≥150
3
l Length of narrow parallel-sided portion 60,0 ± 0,5
1
b
r Radius ≥60
b Width at ends 20,0 ± 0,2
2
b Width of narrow portion 10,0 ± 0,2
1
h Thickness 2 to 10
L Gauge length (recommended for extensometers) 50,0 ± 0,5
0
L Initial distance between grips 115 ± 1
a
For some materials, the length of the tabs can be extended (e.g. so that l = 200 mm) to prevent breakage or slippage of
3
the specimen in the jaws.
b
It should be noted that a thickness of 4 mm gives a specimen which is identical to the type 1B specimen specified in
ISO 527-2.
Figure 3 — Type 1B specimen
a) Type 2 specimen
7
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
b) Type 3 specimen
Key
1 centrings holes (optional), ϕ D
2 jaws
Symbol Name Dimensions in millimetres
Type 2 Type 3
L Overall length ≥250 ≥250
3
L Distance between end tabs — 150 ± 1
2
b Width 25 ± 0,5 or 50 ± 0,5 25 ± 0,5 or 50 ± 0,5
1
h Thickness 2 to 10 2 to 10
L Gauge length (recommended for extensometers) 50 ± 1 50 ± 1
0
L Initial distance between grips (nominal) 150 ± 1 150 ± 1
L Length of end tabs — ≥50
T
h Thickness of end tabs — 1 to 3
T
D Diameter of centring holes 3 ± 0,25 3 ± 0,25
NOTE Requirements on specimen quality and parallelism are given in ISO 527-1:2019, 6.4.
Figure 4 — Type 2 and type 3 specimens
8
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
Symbol Name Dimensions in millimetres
Type 4
L Total length ≥300
3
b Width of parallel mid-section 25 ± 0,5
1
b Width at ends 28 ± 0,5
2
h Thickness 2 to 10
L Gauge length (recommended for extensometers) 25 ± 1
0
L Initial distance in between grips (nominal) 200
P Bézier curve control point in (u, v) coordinates (0; 0)
0
P Bézier curve control point in (u, v) coordinates (4,86; 0)
1
P Bézier curve control point in (u, v) coordinates (13,0; 0)
2
P Bézier curve control point in (u, v) coordinates (87,5; 1,5)
3
c Edge is a Bézier curve
j Clamping jaws
NOTE Requirements on specimen quality and parallelism are given in ISO 527-1:2019, 6.4.
Figure 5 — Type 4 specimen
Formulae (1) and (2) are the Bezier curve specifically resolved for the specimen type 4 to calculate a
polyline being applicable on most CNC machines. They define the local coordinates (u, v) of the tapered
section’s edge depicted in Figure 5. The transformation into the specimens coordinate system (x, y) is
depicted in Figure 5. The variable t should not exceed increments higher than 0,05 to avoid a course
partitioned polyline. A more detailed description on how to construct the type 4 specimen is given in
B.2.
32
ut()=+63,,08tt9841+ 45, 8t (1)
3
vt()=15, t (2)
with tw∈[]01,,itht Δ ≤ 005
9
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ISO/FDIS 527-4:2022(E)
6.2 Preparation of specimens
6.2.1 General
In the case of moulding and lamination materials, prepare a panel in accordance with ISO 1268 (all parts)
or another specified/agreed procedure. Cut individual specimens, or groups of specimens in the case of
type 3 specimens (see Annex D), from the panel.
In the case of finished products (for example, for quality control during manufacture or on delivery),
take specimens from flat areas.
Parameters for machining specimens shall be as specified in ISO 2818. Further guidance on cutting
specimens is given in Annex D.
For machining of type 4 specimens only, a polyline of the required profile can be calculated using the
Formulae (1) and (2).
6.2.2 End tabs for type 3 specimens
The ends of the specimen shall be reinforced, preferably with end tabs made of cross-ply or fabric glass-
fibre/resin laminate with the fibres at ±45° to the specimen axis. The tab thickness shall be between
1 mm and 3 mm, with a tab angle of 90° (i.e. not tapered).
Alternative tabbing arrangements are permissible, but shall be shown, before use, to give at least equal
strength and no greater coefficient of variation (see ISO 527-1:2019, 10.5 and ISO 3534-1) than the
recommended tabs. Possible alternatives include tabs made from the material under test, mechanically
fastened tabs, unbonded tabs made of rough materials (such as emery paper or sandpaper), and fine
grip faces without tabs as described in Annex C.
6.2.3 Applications of end tabs for type 3 specimens
Bond the end tabs to the specimen with a high-stretch adhesive in accordance with Annex D.
NOTE The same procedure can be used for individual specimens and for a group of specimens.
6.3 Gauge marks
The gauge marks shall conform to ISO 527-1:2019, 6.3.
Mark the parallel mid-section of the specimen when using specimen type 4. The first mark indicates
the centre of the parallel mid-section. Two additional marks shall be placed in a distance of 12,5 mm
from the centre. (see Figure 6). The marks indicate the width and thickness measurement points of the
specimen. In addition, the outer marks indicate the extensometer placement positions.
Figure 6 — Positions of supporting marks
6.4 Checking the specimens
The specimen checking shall conform to ISO 527-1:2019, 6.4.
10
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------------------
...
PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 527-4
ISO/TC 61/SC 13
Plastiques — Détermination des
Secrétariat: JISC
propriétés en traction —
Début de vote:
2022-12-02
Partie 4:
Vote clos le:
Conditions d'essai pour les composites
2023-02-24
plastiques renforcés de fibres
isotropes et orthotropes
Plastics — Determination of tensile properties —
Part 4: Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-reinforced
plastic composites
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET SONT
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
ISO/FDIS 527-4:2022(F)
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
TION NATIONALE. © ISO 2022
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ISO/FDIS 527-4:2022(F)
PROJET
NORME ISO/FDIS
FINAL
INTERNATIONALE 527-4
ISO/TC 61/SC 13
Plastiques — Détermination des
Secrétariat: JISC
propriétés en traction —
Début de vote:
2022-12-02
Partie 4:
Vote clos le:
Conditions d'essai pour les composites
2023-02-24
plastiques renforcés de fibres
isotropes et orthotropes
Plastics — Determination of tensile properties —
Part 4: Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-reinforced
plastic composites
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2022
TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS OBSER-
VATIONS, NOTIFICATION DES DROITS DE PRO-
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
PRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT ÉVENTUELLEMENT
ISO copyright office
CONNAISSANCE ET À FOURNIR UNE DOCUMEN-
TATION EXPLICATIVE.
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES FINS
Tél.: +41 22 749 01 11
INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET COM-
Numéro de référence
E-mail: copyright@iso.org
MERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE
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DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
Publié en Suisse
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR POSSI-
BILITÉ DE DEVENIR DES NORMES POUVANT
SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA RÉGLEMENTA-
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Principe. 5
5 Appareillage . 5
6 Éprouvettes. 6
6.1 Forme et dimensions . 6
6.2 Préparation des éprouvettes . 9
6.2.1 Généralités . 9
6.2.2 Talons pour les éprouvettes de type 3 . 9
6.2.3 Fixation des talons pour les éprouvettes de type 3 . 10
6.3 Repères . 10
6.4 Vérification des éprouvettes . 10
6.5 Anisotropie . 10
7 Nombre d’éprouvettes .10
8 Conditionnement .10
9 Mode opératoire .11
9.1 Atmosphère d’essai . 11
9.2 Mesurage des dimensions des éprouvettes . 11
9.3 Fixation . 11
9.4 Précontraintes . 11
9.5 Réglage des extensomètres et des jauges de déformation, et mise en place des
repères . 11
9.6 Vitesse d’essai . 11
9.6.1 Pour les éprouvettes de type 1B . 11
9.6.2 Pour les éprouvettes de type 2, de type 3 et de type 4 . 11
9.7 Enregistrement des données .12
10 Calcul et expression des résultats .12
10.1 Calcul de toutes les propriétés pour des éprouvettes à bords parallèles .12
10.2 Calcul de la résistance en traction des éprouvettes de type 4 en fonction de
l’emplacement de la rupture .12
11 Fidélité .12
12 Rapport d’essai .12
Annexe A (informative) Alignement des éprouvettes .13
Annexe B (informative) Essai avec une géométrie d’éprouvette de traction biseautée sans
talons (de type 4) .15
Annexe C (informative) Talons non collés ou conditions de serrage sans talons avec des
mors à surfaces fines .18
Annexe D (normative) Préparation des éprouvettes (type 2 et type 3) .21
Annexe E (normative) Calcul de la résistance en traction des éprouvettes de type 4 en
fonction de l’emplacement de la rupture .23
Bibliographie .27
iii
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ISO/FDIS 527-4:2022(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la 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 www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 13,
Composites et fibres de renforcement, en collaboration avec le Comité Européen de Normalisation (CEN),
comité technique CEN/TC 249, Plastiques, conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO
et le CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 527-4:2021), dont elle constitue
une révision mineure.
Les principales modifications sont les suivantes:
— les symboles des Figures 1 et 5 ont été mis à jour pour correspondre au texte ;
— les symboles du Tableau B.2 ont été mis à jour par souci de cohérence (majuscules vers minuscules) ;
— les symboles de l’Annexe E ont été mis à jour par souci de cohérence (majuscules vers minuscules) ;
— une référence a été ajoutée à la Bibliographie.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 527 est disponible sur le site web de l’ISO.
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.
iv
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ISO/FDIS 527-4:2022(F)
Introduction
Le présent document introduit une nouvelle éprouvette, de type 4, avec une géométrie biseautée, à
utiliser sans talons. Cette géométrie a été mise au point pour surmonter les difficultés rencontrées avec
des éprouvettes à talons collés, en particulier lors des essais de matériaux à matrice thermoplastique.
Des lignes directrices ont également été ajoutées concernant le serrage, notamment sur la conception
des mors.
v
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PROJET FINAL DE NORME INTERNATIONALE ISO/FDIS 527-4:2022(F)
Plastiques — Détermination des propriétés en traction —
Partie 4:
Conditions d'essai pour les composites plastiques
renforcés de fibres isotropes et orthotropes
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les conditions d’essai pour la détermination des propriétés en traction des
composites plastiques renforcés de fibres isotropes et orthotropes, basées sur les principes généraux
établis dans l’ISO 527-1.
NOTE 1 Les matériaux renforcés unidirectionnels sont traités dans l’ISO 527-5.
Les méthodes sont utilisées pour étudier le comportement en traction des éprouvettes et pour
déterminer la résistance en traction, le module d’élasticité en traction, les coefficients de Poisson et
d’autres aspects de la relation contrainte/déformation en traction dans les conditions définies.
La méthode d’essai convient aux matériaux suivants:
— les composites thermodurcissables et thermoplastiques renforcés de fibres, contenant des renforts
non unidirectionnels comme les mats, les tissus (fils de base ou stratifils), les fils de base coupés,
les combinaisons de tels renforts, les hybrides, les stratifils, les fibres courtes et broyées ou les
matériaux préimprégnés (prepregs);
NOTE 2 Les éprouvettes moulées par injection sont couvertes par l’ISO 527-2.
— les combinaisons de matériaux ci-dessus avec un renfort unidirectionnel, et les matériaux renforcés
multidirectionnels réalisés avec des couches unidirectionnelles, sous réserve que ces stratifiés
soient symétriques;
NOTE 3 Les matériaux à renfort parfaitement ou principalement unidirectionnel sont couverts par
l’ISO 527-5.
— les produits finis fabriqués avec les matériaux mentionnés ci-dessus.
Les fibres de renforcement concernées comprennent les fibres de verre, les fibres de carbone, les fibres
d’aramide et autres fibres similaires.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences 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 527-1:2019, Plastiques — Détermination des propriétés en traction — Partie 1: Principes généraux
ISO 1268 (toutes les parties), Plastiques renforcés de fibres — Méthodes de fabrication de plaques d’essai
ISO 2818, Plastiques — Préparation des éprouvettes par usinage
ISO 16012, Plastiques — Détermination des dimensions linéaires des éprouvettes
1
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ISO/FDIS 527-4:2022(F)
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
longueur de référence
L
0
distance initiale entre les repères sur la partie centrale de l’éprouvette
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres (mm).
Note 2 à l'article: Les valeurs de la longueur de référence qui sont indiquées pour les types d’éprouvettes dans les
différentes parties de l’ISO 527 représentent la longueur de référence maximale correspondante.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.1]
3.2
épaisseur
h
plus petite dimension initiale de la section transversale rectangulaire dans la partie centrale d’une
éprouvette
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.2]
3.3
largeur
b
plus grande dimension initiale de la section transversale rectangulaire dans la partie centrale d’une
éprouvette
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres (mm).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.3]
3.4
vitesse d’essai
v
vitesse de séparation des mâchoires de serrage
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres par minute (mm/min).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.5]
3.5
contrainte
σ
force par unité de surface de la section transversale initiale de la longueur de référence (3.1)
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en mégapascals (MPa).
Note 2 à l'article: Pour faire la distinction avec la contrainte réelle associée à la section transversale réelle de
l’éprouvette, cette contrainte est fréquemment appelée «contrainte d’ingénierie».
2
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ISO/FDIS 527-4:2022(F)
Note 3 à l'article: σ est désignée par σ pour la direction «1» et par σ pour la direction «2» (voir 3.9 et la Figure 2
1 2
pour les définitions de ces directions).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6, modifié — Domaine “” et Note 3 à l’article ont été ajoutés.]
3.5.1
résistance
σ
m
contrainte maximale observée lors d’un essai de traction
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en mégapascals (MPa).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.6.2]
3.6
déformation
ε
allongement de la longueur par unité de longueur initiale de la longueur de référence
Note 1 à l'article: Elle est exprimée comme un rapport sans dimension ou en pourcentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7]
3.6.1
déformation à la résistance
ε
m
déformation à laquelle la résistance (3.5.1) est atteinte
Note 1 à l'article: Elle est exprimée comme un rapport sans dimension ou en pourcentage (%).
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.7.3]
3.7
module d’élasticité en traction
E
t
pente de la courbe de contrainte/déformation σ(ε) dans l’intervalle entre les deux déformations
ε = 0,05 % et ε = 0,25 %
1 2
Note 1 à l'article: Il est exprimé en mégapascals (MPa).
Note 2 à l'article: Il peut être calculé soit comme un module sécant, soit comme la pente d’une droite de régression
linéaire par la méthode des moindres carrés sur cet intervalle.
Note 3 à l'article: La présente définition ne s’applique pas aux films.
Note 4 à l'article: Voir la Figure 1.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.9]
3
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Légende
X déformation, ε
Y contrainte, σ
a
Pente E.
Figure 1 — Courbe de contrainte/déformation
3.8
coefficient de Poisson
μ
rapport négatif de la variation de la déformation Δε , selon l’un des deux axes perpendiculaires à la
n
direction d’allongement, sur la variation de la déformation Δε correspondante dans la direction
l
d’allongement, dans la partie linéaire de la courbe de déformation longitudinale en fonction de la
déformation normale
Note 1 à l'article: Il est exprimé comme un rapport sans dimension.
Note 2 à l'article: Étant donné que la variation de la déformation latérale Δε est un nombre négatif et que la
n
variation de la déformation longitudinale Δε est un nombre positif, le coefficient de Poisson tel que défini dans
l
l’ISO 527-1:2019, 3.10 est un nombre positif.
[SOURCE: ISO 527-1:2019, 3.10]
3.9
axes des coordonnées de l’éprouvette
1, 2, 3
axes, sur lesquels la direction «1» est généralement définie par une caractéristique associée à la
structure du matériau ou à son mode de fabrication, comme le sens de la longueur dans un procédé
de fabrication de plaques en continu (voir la Figure 2) et la direction «2» est perpendiculaire à la
direction «1»
Note 1 à l'article: La direction «1» est aussi désignée par direction à 0° ou encore direction longitudinale, et la
direction «2» est désignée par direction à 90° ou direction transversale. La direction «3» est perpendiculaire au
plan de la direction «1» et de la direction «2». La direction «3» est aussi appelée direction «à travers l’épaisseur»
pour les systèmes plans.
4
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Note 2 à l'article: Pour les matériaux unidirectionnels qui font l’objet de la Partie 5 du présent document, la
direction parallèle aux fibres est désignée par direction «1» et la direction perpendiculaire aux fibres (dans le
plan du préimprégné/de la plaque) par direction «2».
Figure 2 — Composite plastique renforcé de fibres et axes de symétrie
3.10
position de la rupture
u
F
emplacement de la rupture de l’éprouvette de type 4 dans le système de coordonnées locales (u, v) de la
section biseautée
Note 1 à l'article: Elle est exprimée en millimètres (mm).
Note 2 à l'article: Voir la Figure 5.
4 Principe
Conformément à l’ISO 527-1.
5 Appareillage
L’appareillage doit être conforme à l’ISO 527-1:2019, Article 5, à la différence que:
Le micromètre ou son équivalent (voir l’ISO 16012:2015, 5.5) doit permettre une lecture à 0,01 mm
près ou avec une meilleure précision. Il doit avoir des touches de dimension convenable présentant un
profil bombé pour mesurer les surfaces irrégulières et un profil plat pour mesurer les surfaces planes,
lisses (par exemple usinées).
En cas d’utilisation d’extensomètres avec l’éprouvette de type 4, utiliser une longueur de référence de
25 mm (voir l’ISO 527-1:2019, 5.1.5).
Il est recommandé de vérifier l’alignement de l’éprouvette et de la machine de traction comme décrit
dans l’Annexe A.
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6 Éprouvettes
6.1 Forme et dimensions
Quatre types d’éprouvettes sont spécifiés pour l’emploi avec le présent document et sont détaillés et
illustrés à la Figure 3 (type 1B), à la Figure 4 (types 2 et 3) et à la Figure 5 (type 4).
Le type 1B est destiné aux essais des thermoplastiques renforcés de fibres. Les éprouvettes de type 1B
peuvent aussi être utilisées pour les thermodurcissables renforcés de fibres s’ils se rompent dans
la longueur de référence. Le type 1B ne doit pas être utilisé pour les matériaux renforcés de fibres
continues multidirectionnelles.
Le type 2 est rectangulaire sans talons et le type 3 est rectangulaire avec des talons collés. Ils sont
destinés aux essais des thermoplastiques et thermodurcissables renforcés de fibres. Les éprouvettes
avec des talons non collés sont considérées comme étant de type 2.
La largeur préférentielle des éprouvettes de type 2 et de type 3 est de 25 mm, mais des largeurs de
50 mm ou plus peuvent être utilisées si la résistance en traction est faible à cause du type particulier de
renfort utilisé.
Le type 4 est biseauté sans talons et il est destiné aux essais des composites renforcés de fibres, en
particulier pour les thermoplastiques renforcés de fibres continues multidirectionnelles. Se référer à
l’Annexe B.
L’épaisseur des éprouvettes de type 2, de type 3 et de type 4 doit être comprise entre 2 mm et 10 mm.
Pour décider de l’emploi d’une éprouvette avec ou sans talons, effectuer d’abord des essais avec des
éprouvettes sans talons (éprouvette de type 2 [rectangulaire] ou de type 4 [biseautée]) et, si les essais
ne sont pas satisfaisants, c’est-à-dire si presque toutes les éprouvettes se rompent dans les mors (voir
l’Article 7), réaliser l’essai avec des talons collés aux éprouvettes (éprouvette de type 3). Se référer à
l’Annexe C pour des lignes directrices concernant les «Talons non collés ou conditions de serrage sans
talons avec des mors à surfaces fines» avec un contrôle minutieux de la force de serrage.
NOTE Les composites renforcés de fibres continues ont généralement des forces de fracture élevées en
raison de la haute résistance en traction de leurs fibres. L’utilisation d’éprouvettes d’une épaisseur supérieure à
4 mm peut nécessiter de rallonger la longueur de serrage pour contrer les pressions de serrage élevées.
L’épaisseur des éprouvettes recommandée pour les composites renforcés de fibres continues est de
2 mm. Pour les matériaux moulés par compression, l’épaisseur entre talons de n’importe quel type
d’éprouvette ne doit pas s’écarter de la moyenne de plus de 2 %.
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Symbole Nom Dimensions en millimètres
a
l Longueur totale ≥150
3
l Longueur de la partie étroite parallèle 60,0 ± 0,5
1
b
r Rayon ≥60
b Largeur aux extrémités 20,0 ± 0,2
2
b Largeur de la partie étroite 10,0 ± 0,2
1
h Épaisseur de 2 à 10
L Longueur de référence (recommandée pour les 50,0 ± 0,5
0
extensomètres)
L Distance initiale entre mors 115 ± 1
a
Pour certains matériaux, il peut être nécessaire de rallonger la longueur des talons (par exemple de façon que
l = 200 mm) pour éviter toute cassure ou tout glissement de l’éprouvette dans les mors.
3
b
Il convient de noter qu’avec une épaisseur de 4 mm, cette éprouvette est identique à l’éprouvette de type 1B spécifiée
dans l’ISO 527-2.
Figure 3 — Éprouvette de type 1B
a) Éprouvette de type 2
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b) Éprouvette de type 3
Légende
1 trous de centrage (facultatifs), ϕ D
2 mors
Symbole Nom Dimensions en millimètres
Type 2 Type 3
L Longueur totale ≥250 ≥250
3
L Distance entre talons — 150 ± 1
2
b Largeur 25 ± 0,5 ou 50 ± 0,5 25 ± 0,5 ou 50 ± 0,5
1
h Épaisseur 2 à 10 2 à 10
L Longueur de référence (recommandée pour les
0
50 ± 1 50 ± 1
extensomètres)
L Distance initiale entre mors (nominale) 150 ± 1 150 ± 1
L Longueur des talons — ≥ 50
T
h Épaisseur des talons — 1 à 3
T
D Diamètre des trous de centrage 3 ± 0,25 3 ± 0,25
NOTE Les exigences concernant la qualité et le parallélisme de l’éprouvette sont données dans
l’ISO 527-1:2019, 6.4.
Figure 4 — Éprouvettes de type 2 et de type 3
Symbole Nom Dimensions en millimètres
Type 4
L Longueur totale ≥ 300
3
b Largeur de la section médiane parallèle 25 ± 0,5
1
b Largeur aux extrémités 28 ± 0,5
2
h Épaisseur 2 à 10
L Longueur de référence (recommandée pour les extensomètres) 25 ± 1
0
L Distance initiale entre mors (nominale) 200
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Symbole Nom Dimensions en millimètres
P0 Point de contrôle de la courbe de Bézier en coordonnées (u, v) (0; 0)
P1 Point de contrôle de la courbe de Bézier en coordonnées (u, v) (4,86; 0)
P2 Point de contrôle de la courbe de Bézier en coordonnées (u, v) (13,0; 0)
P3 Point de contrôle de la courbe de Bézier en coordonnées (u, v) (87,5; 1,5)
c Le bord est une courbe de Bézier
j Mors
NOTE Les exigences concernant la qualité et le parallélisme de l’éprouvette sont données dans
l’ISO 527-1:2019, 6.4.
Figure 5 — Éprouvette de type 4
Les Formules (1) et (2) cor
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.