ISO 4662:1986
(Main)Rubber — Determination of rebound resilience of vulcanizates
Rubber — Determination of rebound resilience of vulcanizates
Describes a method for a narrow range of impact strain and strain rate, by means of any form of impacting and measuring apparatus conforming to the requirements described in the standard. Method is applicable to vulcanized rubbers, the hardness of which, at the test temperature, lies betwen 30 and 85 IRHD. Annes A refers to non-standard test pieces and contains a table for recommended fundamental parameters. -Constitutes a minor revision of the first edition (ISO 4662-1978).
Caoutchouc — Détermination de la résilience de rebondissement des vulcanisats
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International Standard @ 4662
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*MEMAYHAPO,'lHAR OPTAHHBAUHR no CTAHAAPTH3ALIMH*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Rubber - Determination of rebound resilience of
vulcanizates
Caoutchouc - DBtermination de la r6silience de rebondissement des vulcanisats
Second edition - 1986-08-01
- UDC 678.4.063: 620.178.311.6 Ref. No. ISO4662-1986 (E)
Lu
Descriptors : rubber, vulcanized rubber, tests, impact tests, determination, resilience.
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INTERNATIONAL STANDARD IS0 662-1986 (E)
Rubber - Determination of rebound resilience of
vulcanizates
O Introduction 1 Scope and field of application
This International Standard specifies a method of determining
When rubber is deformed, an energy input is involved, part of
the rebound resilience of rubber in one narrow range of impact
which is returned when the rubber returns to its original shape.
strain and strain rate, by means of any form of impacting and
That part of the energy which is not returned as mechanical
measuring apparatus conforming to the requirements describ-
energy is dissipated as heat in the rubber.
ed below.
The ratio of the energy returned to the energy applied is termed
The test method is applicable to vulcanized rubbers, the hard-
the resilience. When the deformation is an indentation due to a
ness of which, at the test temperature, lies between 30 and
single impact, this ratio is termed the rebound resilience.
85 IRHD.
The value of the rebound resilience for a given material is not a
fixed quantity, but varies with temperature, strain distribution
2 References
(determined by the type and dimensions of the indentor and
test piece), strain rate (determined by the velocity of the inden-
IS0 48, Vulcanized rubber - Determination of hardness (Hard-
tor,), strain energy (determined by the mass and velocity of the
ness between 30 and 85 IRHDI.
indentor) and strain history. Strain history is particularly impor-
IS0 471, Rubber - Standard temperatures, humidities and
tant in the case of filler-loaded polymers, where the stress-
times for the conditioning and testing of test pieces.
softening effect necessitates also a mechanical conditioning.
IS0 1826, Rubber, vulcanized - Timeinterval between
This variation of resilience with conditions is an inherent pro-
vulcanization and testing - Specification.
perty of polymers, which can therefore only be fully evaluated if
tests are carried out over a wide range of conditions. The fac-
IS0 2856, Elastomers - General requirements for dynamic
tors described may have a different quantitative influence on
testing.
resilience; while temperature may critically affect resilience near
IS0 3383, Rubber - General directions for achieving elevated
transition regions of the material tested, factors connected with
time and amplitude of indentation have moderate effects and or sub-normal temperatures for tests.
fairly wide tolerances may be admissible for them.
IS0 4661 Il, Rubber, vulcanized - Preparation of samples and
test pieces - Part 7: Physical tests.
Ideally, rebound resilience should be measured on a test piece
the back surface of which is bonded to a rigid support in order
to avoid friction losses due to slippage during the impact. Since
3 Definition
the use of bonded test pieces is impractical in many applica-
tions, unbonded test pieces are used. These require secure
The terminology used in this International Standard, as well as
clamping to avoid frictional movements.
the general testing conditions, are in agreement with IS0 2856,
to which reference is also made for the theory behind the test.
To approach these ideal conditions in a practical apparatus it is
In addition the following term is used :
necessary to put limitations upon the hardness (see IS0 48) of
the rubber that may be tested: on the hard side to avoid
standard rebound resilience : The ratio between the returned
unusual requirements of rigidity in the apparatus; on the soft
and applied impact energy when a spherically terminated mass
side to avoid difficulties in clamping.
impacts a flat test piece, firmly held while free to bulge, the im-
pacting mass and indentor and impacted test piece character-
If a defined set of mechanical conditions and an appropriate ap-
istics being such as to fall within the following specified
paratus are selected, a standard value of rebound resilience at
ranges :
any temperature can be obtained with a satisfactory degree of
reproducibility. indentor diameter (Dl : 12,45 to 15,05 mm
1
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IS0 4662-1986 (E)
4.2.1 Scale (see figure 1)
test piece thickness (d) : 12,5 + 0,5 mm
impacting mass (m) : 0,35 -E,, kg
For pendulums in which the restoring force is due to gravity,
the rebound resilience R is given by
impact velocity (v) : 1,4 +t6 m/s
apparent strain energy density (mv*/D&) :
where
NOTES
h is the height of rebound;
1 The conditions and apparatus specified in this International Stan-
dard therefore involve the selection of a spherical indentor and of a flat
H is the height of fall.
piece and are assumed to be essentialy dependent on the fundamental
magnitudes D, d, rn and v listed above. In addition, the ratio of impact
It is usually convenient for the scale to measure either the
energy to an equivalent volume, or "apparent strain energy density"
horizontal rebound distance or, for rigid arm pendulums in par-
(rnvz/Ddz), which under simplifying assumptions is related to impact
ticular, the angle of rebound. For pendulums on which the
strain, has to be maintained whithin the narrow range specified.
restoring force is due to a torsion wire or elastic reactions of
2 The stated nominal characteristics (12.5 mm; 12.5 mm; 0,35 kg;
springs, the rebound resilience is given by
1,4 m/s; 351 kJlm3) are the same as those prescribed for the Lüpke
pendulum method. The tolerances are such as to include the nominal
characteristics for the modified Schob pendulum method (15,O mm:
12.5 mm; 0,25 kg; 2 m/s; 427 kJ/m3).
:
In addition allowance has been made for
where
- a small tolerance ( + 0.05 mm) to allow for mechanical imperfec-
tions of spheres of 12,5 and 15 mm nominal diameter;
aR is the angle of rebound;
- an additional tolerance ('% kJ/m3) on rnvZ/Dd2, to allow for
27.
( +0,5 mm).
the effect of variation of test piece thickness al is the angle of impact.
For this form of apparatus it is convenient for the scale to
measure the angle of rebound.
4 Apparatus
The scale may be graduated uniformly or be calibrated directly
in units of resilience. For uniformly graduated scales, conver-
4.1 General
sion equations, charts or tables to allow the determination of
resilience are also necessary.
The rebound resilience shall be measured by means of an ap-
paratus consisting of a pendulum-like one-degree-of-freedom
mechanical oscillatory device and a heavy and secure test piece
4.2.2 Adjustment of oscillatory device
holder.
The complete apparatus shall be repeatedly operated, impac-
The two items shall be suitably fixed together for rebound
ting pieces of rubber at the extreme ranges of hardness; its mo-
resilience measurements, and either may be removed for pur-
tion shall be smooth and no form of spurious oscillation mode,
poses of adjustment or checking of the oscillatory device.
such as whip or vibration, shall be caused by the impact
Means shall be provided for measuring the rebound of the pen-
because of insufficient stiffness of rigid parts or a defective
dulum, either on a calibrated scale or as an electrical signal.
system of guidance.
Various practical designs of apparatus, which conform to these
For the purpose of initial adjustment or periodic checking, the
specifications, are available (see annex BI.
test piece holder shall be removed from the oscillatory device
and the following procedure carried out.
NOTE - Types of apparatus designed to operate within the ranges
specified for the various parameters and correctly calibrated give
substantially the same values of rebound resilience.
4.2.2.1 Direct weighing and geometric measurements of the
moving hammer and of its distances from the guiding pivots or
suspensions shall be made in order to carry out inertial
4.2 Oscillatory device
parameter calculations. From these it shall be determined that
the equivalent impacting mass conforms to the specifications in
The oscillatory device shall consist of a rigid body or hammer
clause3 and that its line of impact is such as not to cause
terminated by an indenting spherical surface, supported so as
significant reactions on pivots or suspensions.
to oscillate linearly or circularly under the action of a restoring
force, which may be due to gravity or elastic reactions of
Ensure that the diameter of the indenting spherical surface con-
springs, or to a wire in torsion. A system of pointer and fixed
forms to the specifications in clause 3 and that the spherical
scale shall be provided to follow the motion of the hammer.
surface of the indentor in all cases exceeds the indented surface
of the rubber; it is preferable that the indentor be a complete
The velocity of the indenting spherical surface at the point of
impact shall be in the horizontal direction. half-sphere.
2
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IS0 4662-1986 (E)
4.2.2.2 The complete oscillatory device shall be left free to at- be provided. This correction shall have the value of A, and shall
tain its rest position. Check that this is on the zero point of the be applied to the results preferably by displacing the starting
point of the moving mass beyond the unity resilience point by a
scale, which shall also be the position at which impact takes
place; at this point the indenting sphere shall be moving corresponding amount.
horizontally.
A more refined evaluation of the correction is in most cases un-
necessary, but can be made if a detailed analysis of energy
4.2.2.3 To correct for frictional losses, the oscillatory device
losses in available.
shall be set in motion; its period of oscillation shall be timed,
and the decrease of successive amplitudes, on the same side,
followed and noted. The corresponding logarithmic decrement
4.3 Test piece holder
A shall be calculated from the expression
4.3.1 The disc test piece shall be securely held during
1 IX
A = -log - mechanical conditioning and rebound measurement.
n “I,+,
The surface against which the back of the test piece is applied
1 RX
shall be metallic, flat and smoothly finished, vertical and
= -log -
2n eRx+. perpendicular to the impact velocity direction.
where
This flat face is a part of an anvil which shall, if free, have a
mass of at least 200 times the impacting mass, or shall be rigidly
n is the number of full oscillations considered;
fastened to a very rigid system, such as a masonry structure.
Any type of suitable holding device may be used provided that
lx and I, + , are amplitudes read on a uniform scale;
it gives rebound resilience values that deviate not more than
Rx and R, + are amplitudes read on a quadratic scale. 0,02 (absolute rebound resilience) from those obtained with
test pieces bonded to a rigid back plate. This shall be checked
For the present purpose it is immaterial whether the scale has
using one compound of high rebound resilience (approximately
or has not already been corrected for small non-linearities (see
0,901 and one of high hardness (approximately 85 IRHD).
4.2.2.5).
Examples of suitable holding devices include suction holding
If the operation of the instrument involves different damping
(by vacuum), mechanical clamping devices and combinations
conditions during the forward and backward impact strokes, of the two. A recommended mechanical clamping device con-
due for example to a pawl engaging the pointer, then the
sists of a metal ring (see figure 2); this shall have 20 mm inter-
described measurements shall be carried out under both condi- nal diameter and 35 mm external diameter and shall exert on
tions and their readings averaged.
the front of the test piece a force of 200 +_ 20 N given, for ex-
ample, by springs. The indenting sphere shall enter, at its rest
position, the centre of the retaining ring. Another recommend-
4.2.2.4 Full period (T) and logarithmic decrement (A) shall be
ed method of holding is by applying suction on the back of the
calculated as averages of five oscillations for different
test piece; this should be done though a circular groove 25 mm
amplitudes as follows :
diameter and 2 mm width, by a pump which shall maintain an
absolute pressure not greater than 10 kPa; in this case, the
full scale Tl Al
force exerted by the retaining ring may be reduced to
150 f 15N.
one-half scale T2 A,
No lateral restraint shall be applied to the test piece; a clearance
one-quarter scale T, A,
of at least 2 mm shall be left around it in order to allow it to
bulge freely when impacted.
4.2.2.5 None of the values T,, T, and T, shall differ from their
average by more than 10 %. While a difference under 1 % may
4.3.2 If measurements are to be carried out at a series of
be neglected, a difference between 1 % and 10 % shall be
temperatures different from the ambient temperature, the pen-
taken into account through suitable non-linearity corrections in
dulum may be placed and operated in a suitable oven or cold
the scale. These shall be made with reference to the pendulum
chamber operating in accordance
...
Norme internationale @ 4662
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION*MEXflYHAPOnHAR OPTAHH3AUMR no CTAHjlAPTH3AUHM*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Caoutchouc - Détermination de la résilience de
rebondissement des vulcanisats
Rubber - Determination of rebound resilience of vulcanizates
DeuxSrne 6dition - 1986-08-01
CDU 678.4.063 : 620.178.311.6
R6f. no : IS0 4662-1986 (FI
- tL,
Descripteurs : caoutchouc, caoutcouc vulcanis6, essai, essai au choc, dbtermination, rbsilience.
p
Prix bad sur 11 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une federation mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (comitBs membres de I'ISO). L'elaboration
des Normes internationales est confiee aux cornites techniques de I'ISO. Chaque
cornit6 membre intBress6 par une etude a le droit de faire partie du cornite technique
crB6 B cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
VISO participent Bgalement aux travaux.
mentales, en liaison avec
Les projets de Normes internationales adoptes par les cornites techniques sont soumis
aux comites membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I'ISO. Les Normes internationales sont approuvees confor-
mement aux procedures de I'ISO qui requihrent l'approbation de 75 % au moins des
comites membres votants.
La Norme internationale IS0 4662 a BtB Blaborbe par le comitB technique ISO/TC 45,
Élastorn&res et produits à base d'&lastorn&res.
Cette deuxieme Bdition annule et remplace la premiere Bdition (IS0 4662-19781, dont
elle constitue une revision mineure.
L'attention des utilisateurs est attiree sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises B revision et que toute reference faite B une autre
Norme internationale dans le prBsent document implique qu'il s'agit, sauf indication
contraire, de la dernihre Bdition.
0 Organisation internationale de normalisation, 1986
Imprime en Suisse
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NORME INTERNATIONALE IS0 4662-1986 (F)
Caoutchouc - Détermination de la résilience de
rebondissement des vulcanisats
Le choix d'un ensemble défini de conditions m6caniques et
O Introduction
d'un appareillage adéquat permet d'obtenir une valeur de rési-
lience de rebondissement B n'importe quelle température nor-
La dbformation d'un caoutchouc met en jeu une certaine quan-
maliske, avec un degr6 de reproductibilité satistaisent.
tité d'énergie, dont une partie est restituée lorsque celui-ci
reprend sa forme initiale. Cette partie d'énergie, qui n'est pas
restituée sous forme d'énergie mécanique, se trouve dissipée
en chaleur dans le caoutchouc. 1 Objet et domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie une methode de
Le rapport de l'énergie restituée B l'énergie appliquée est pris
détermination de la résilience de rebondissement du caout-
comme expression de la resilience. Lorsque la déformation est
chouc dans une gamme Btroite de déformation au choc et de
une indentation cade par un seul choc, le rapport est pris
vitesses de déformation, au moyen de tout type d'appareil de
la résilience de rebondissement.
comme expression de
mesure et de choc conforme aux spécifications données
ci-apres.
La valeur de la résilience de rebondissement pour un matériau
donné n'est pas une quantité fixe, mais varie avec la tempéra-
La méthode est applicable aux caoutchoucs vulcanisés dont la
ture, la repartition de la déformation (déterminée par le type et
B la température d'essai, est comprise entre 30 et
dureté,
les dimensions de I'indenteur et de I'éprouvette), le taux de
85 DIDC.
dbformation (d6terminé par la vitesse de I'indenteur), l'énergie
de deformation (déterminée par la masse et la vitesse de
I'indenteur) et l'historique de la d6formation. L'historique de la
2 R6fbrences
d6formation est particulierernent important dans le cas des
polymeres chargés, où l'effet d'assouplissement par contrainte
IS0 48, Caoutchouc vulcanise - Determination de la duretb
nécessite aussi un conditionnement mécanique.
(Durete comprise entre 30 et 85 DIDC).
IS0 471, Caoutchouc - Temperatures, humidites et durbes
Cette variation de la résilience en fonction des conditions est
normales pour le conditionnement et l'essai des eprouvettes.
une propriété inh6rente aux polymhres, dont I'évaluation com-
plete n'est par conséquent possible que moyennant l'exécution
IS0 1826, Caoutchouc vulcanise - Delai entre vulcanisation et
d'essais portant sur un domaine tres étendu de conditions. Les
essai - Specifications.
facteurs cités peuvent avoir une incidence quantitative diff6-
rente sur la résilience: alors que la température l'affecte de
IS0 2856, Elastorm3res - Specifications generales pour essais
manihre critique dans les zones de transition du matériau
dynamiques.
essayé, les facteurs lies au temps et B l'amplitude d'indentation
n'ont, au contraire, que des effets modér6s et s'accommodent
IS0 3383, Caoutchouc - Directives generales pour l'obtention
de marges de tol6rances relativement larges.
de temperatures elevees ou de temperatures infbrieures B la
temperature normale lors des essais.
Le mesurage idéal de la résilience de rebondissement doit être
effectue sur une éprouvette dont la face arrière est adherente B
IS0 4661 Il, Caoutchouc vulcanise - Pdparation des Bchantil-
un support rigide, afin d'eviter des pertes par friction causées
Ions et eprouvettes - Partie I: Essais physiques.
par le ripage au cours du choc. Du fait que l'utilisation d'éprou-
vettes adhérentes se révele peu pratique dans de nombreuses
applications, on en utilise qui ne le sont pas. Celles-ci nécessi-
3 Dbfinition
tent un systeme de serrage sûr pour éviter les mouvements de
friction.
La terminologie utilisee dans la présente Norme internationale
ainsi que les conditions generales d'essai sont en accord avec
Pour se rapprocher de ces conditions idéales avec un appareil-
I'ISO 2856, B laquelle la thborie pour l'essai fait aussi réference.
lage pratique, il est necessaire d'imposer les limitations quant B On y adjoint la définition suivante :
la duret6 (voir IS0 48) du caoutchouc qui doit être soumis B
l'essai : du côté dur, pour Bviter des exigences de rigidité excep- resilience de rebondissement normalisbe : Rapport de
tionnelles pour l'appareillage; du côt6 mou, pour Bviter des dif- l'énergie restituée B I'Bnergie de choc appliquée lorsqu'une
ficultes de serrage. masse terminée par une sphere vient frapper une Bprouvette
1
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4.2 Dispositif oscillant
plate, solidement maintenue quoique libre en gonflement laté-
ral, les caractéristiques de la masse de choc, de I'indenteur et
Le dispositif oscillant doit consister en un corps rigide, ou mar-
de I'éprouvette devant être telles qu'elles demeurent dans les
: teau, terminé par une surface sphérique pénétrante et supporté
limites spécifiées ci-après
de facon à osciller d'une manière lin6aire ou circulaire sous
l'action d'une force de rappel qui peut être fournie par gravité,
diamhtre de I'indenteur (D) : 12,45 B 15,05 mm
par des réactions élastiques de ressorts ou par un fil en torsion.
épaisseur de I'éprouvette (d) : 12,5 f 0.5 mm Un système d'index et d'échelle fixe doit permettre de suivre le
déplacement du marteau.
masse de choc (rn) : 0,35 -:,, kg
La vitesse de la surface sphérique pénétrante au point de choc
doit être dirigée horizontalement.
vitesse de choc (VI : 1,4 +grs m/s
indice volumique d'énergie de déformation (rnv*/Ddz)
4.2.1 Échelle (voir figure 1)
351 kJ/m3
Dans le cas des pendules où la force de rappel est fournie par
gravité, la résilience de rebondissement R est donnée par la for-
NOTES
mule
1 Les conditions et l'appareillage spécifiés dans la présente Norme
h
internationale impliquent, par conskquent, le choix d'un indenteur
R=-
H
spherique et d'une Bprouvette plate et sont supposes dependre essen-
tiellement des grandeurs fondamentales D, d, rn et v indiquées
ci-dessus. De plus, le rapport de I'bnergie du choc B un volume corres-
où
pondant, ou ((indice volumique d'6nergie de d6formationn (rnv*/Dd*),
lequel en simplifiant est en relation avec la deformation au choc, doit
h est la hauteur de rebondissement;
être maintenu dans la gamme Btroite de valeurs sp6cifi6e.
H est la hauteur de chute.
2 Les caracteristiques nominales Btablies (12.5 mm; 12.5 mm;
0.35 kg; 1,4 m/s; 351 kJim3) sont les mCmes que celles donnees pour
Le mesurage par I'échelle soit de la distance horizontale de
le pendule de Lüpke. L'élargissement des tolerances est tel qu'elles
rebondissement soit, dans le cas des pendules à bras rigide en
comprennent les caracteristiques nominales du pendule de Schob
modifie (15.0 mm; 12.5 mm; 0.25 kg; 2 m/s; 427 kJIm3).
particulier, de l'angle de rebondissement, est généralement pra-
tique. Dans le cas des pendules où la force de rappel est provo-
De plus, il a Btt! tenu compte
quée par un fil en torsion ou par les réactions élastiques de res-
- d'une petite tolerance ( +0,05 mm) B admettre pour les imper-
sorts, la résilience de rebondissement est donnée par la formule
fections mecaniques des spheres de diametre nominal 12.5 et
15 mm;
- d'une tolerance supplementaire (:$! kJ/m3) sur rnvZ/Ddz, B
al
admettre pour l'effet de variation de I'épaisseur de l'éprou-
vette (kO.5 mm).
où
aR est l'angle de rebondissement;
4 Appareillage
a, est l'angle de choc
4.1 G6nBralit6s
Pour ce type d'appareillage, le mesurage par I'échelle de l'angle
de rebondissement est pratique.
La résilience de rebondissement doit être mesurée au moyen
d'un appareil qui consiste en un dispositif oscillant mécanique,
ou être calibrée en
L'échelle peut être graduée uniformement
ou une sorte de pendule, A un degré de liberté et en un support
unités de résilience. Pour les échelles graduées uniformément,
d'éprouvette massif et robuste.
des équations de conversion, des cartes ou des tables pour per-
mettre la détermination de la résilience sont également exigées.
Ces deux élements doivent être convenablement rendus solidai-
res pour les mesurages de résilience de rebondissement et,
4.2.2 R6gIage du dispositif oscillant
éventuellement, peuvent être séparés afin de régler ou de véri-
fier le dispositif oscillant. Des moyens doivent être fournis pour
L'appareillage doit être essayé B plusieurs reprises par impact
le mesurage du rebondissement du pendule, soit sur une
sur des pieces de caoutchouc de duretés extrêmes; son dépla-
échelle calibrée, soit comme un signal électrique.
cement doit se faire en douceur et aucune forme d'oscillation
parasite, telle qu'un fouettement ou une vibration, ne doit
Plusieurs types pratiques d'appareillage, conformes B ces spéci-
résulter du choc du fait d'une rigidité insuffisante du bâti ou
fications, sont disponibles (voir annexe BI.
d'un système défectueux de guidage.
NOTE - Les types d'appareillage sonçus pour fonctionner dans les
ou un contrôle périodique, le porte-
Pour un réglage initial
gammes sp6cifi6es pour les differents parametres et correctement cali-
éprouvette doit être séparé du dispositif oscillant et l'on doit
bres donnent sensiblement les meme valeurs de resilience de rebondis-
sement. procéder comme suit.
2
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IS0 4662-1986 (F)
4.2.2.1 La pesée directe et les mesurages géométriques du 4.2.2.5 Aucune des valeurs T,, T2 ou T4 ne doit différer de la
marteau mobile, ainsi que de ses distances aux axes de guidage moyenne de plus de 10 %. Alors qu‘une différence inférieure à
ou aux suspensions, doivent être faits de facon 8 effectuer 1 % peut être négligée, une différence comprise entre 1 et
les calculs des paramètres d’inertie. De ceux-ci, on doit déter- 10 % doit être prise en considération pour les corrections
miner si la masse de choc Bquivalente est conforme aux spécifi- appropribes de non-linéarité de I’échelle. Celles-ci doivent être
cations du chapitre 3 et si la ligne de choc est telle qu’elle ne faites en se référant à l’énergie du pendule correspondant au
provoque pas de réactions sensibles sur les axes ou les suspen- point de I’échelle.
sions.
La valeur de la vitesse de choc doit être vérifiée à partir des
dimensions géométriques et de la moyenne de TI, Tz et T, ou à
S’assurer que le diamètre de la surface sphérique de I‘indenteur
partir des valeurs de masse et d’énergie au point de résilience
est conforme aux spécifications du chapitre 3 et que la surface
unitaire. Elle doit être conforme aux spécifications du
sphérique de I’indenteur est, dans tous les cas, plus grande que
chapitre 3.
il est préférable que I‘inden-
la surface indentBe de l‘Blastomère;
teur soit une demi-sphère complète.
4.2.2.6 Aucune des valeurs de A ,, Az et A, ne doit différer de
la moyenne de plus de 0,Ol et aucune ne doit dépasser 0,03.
4.2.2.2 Le dispositif oscillant entier doit être admis 8 prendre
Alors qu‘une valeur inférieure 8 0,Ol peu être négligée, une cor-
librement sa position de repos. Vérifier que celle-ci correspond
rection doit être apportée aux résultats de rebondissement pour
au point zéro de I’Bchelle, laquelle doit être également celle où
les valeurs comprises entre 0,Ol et 0,03. Cette correction doit
le choc a lieu; 8 ce point, la sphère d‘indentation doit se dépla-
avoir la valeur de A et être appliquée aux résultats, de préfé-
cer horizontalement.
rence en déplacant le point de départ de la masse mobile
au-delà du point de résilience unitaire d’un montant correspon-
dant.
4.2.2.3 Afin de corriger pour les pertes par friction, le disposi-
tif oscillant doit être mis en mouvement; la durée d’oscillation
Une évaluation plus précise de la correction n’est pas néces-
doit être mesurée et la décroissance des amplidudes successi-
saire dans la plupart des cas, mais elle peut être faite si l‘on dis-
ves, du même côté, doit être suivie et notée. Le décrément
pose d’une analyse détaillée des pertes d‘énergie.
logarithmique correspondant A doit être calculé en fonction de
l’expression
4.3 Porte-éprouvette
A = -log,- 1 I,
4.3.1 Le disque éprouvette doit être solidement fixé pendant
n /x+n
le conditionnement mécanique et le mesurage du rebondisse-
ment.
La surface contre laquelle est appliqué le dos de I‘éprouvette
doit être métallique, plate, d‘un fini lisse, verticale et perpendi-
où
culaire à la direction de la vitesse de choc.
n est le nombre d’oscillations complètes considérées;
Cette face plate fait partie d‘une enclume, laquelle, si elle est
libre, doit avoir une masse d‘au moins 200 fois celle de la masse
sont les amplitudes lues sur une échelle uni- de choc ou être solidement fixée à un système très rigide,
I, et /, +
forme;
comme une structure en maconnerie, par exemple.
Tout type de dispositif de fixation est utilisable, pourvu qu’il
sont les amplitudes lues sur une échelle qua-
R, et Rx +
assure l‘obtention de valeurs de résilience de rebondissement
dratique.
qui ne diffèrent pas de plus de 0,02 (en valeur absolue) de celles
fournies par des éprouvettes adhérentes 8 une plaque arrière
Dans le cas présent, il est peu important que I’échelle ait ou n‘ait
rigide. Ce résultat est 8 contrôler en utilisant un mélange à
pas étB corrigée pour de petites non-linéarités (voir 4.2.2.5).
haute résilience de rebondissement (environ 0.90) et un autre
de dureté élevée (environ 85 DIDC).
Si le fonctionnement de l’appareil implique des conditions diffé-
rentes d’amortissement au cours des déplacements aller et
Des dispositifs convenables sont, par exemple, les suivants :
retour, avant et après le choc, dues par exemple au cliquet blo-
dispositif de fixation par aspiration (vide), dispositif mécanique
quant l‘index, les mesurages doivent alors être effectués dans
de serrage, ou combinaison de ces deux systèmes. Un disposi-
les deux conditions et leur moyenne doit être établie.
tif de serrage mécanique
...
~ ~ ~
Norme internationale @ 4662
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANOARDIZATION.MEX~YHAPOilHAR OPrAHM3AL(MR no CTAHflAPTkl3AUML4*ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Caoutchouc - Détermination de la résilience de
rebondissement des vulcanisats
Rubber - Determination of rebound resilience of vulcanizates
Deuxieme Bdition - 1986-08-01
- CDU 678.4.063 : 620.178.311.6 RBf. no : IS0 4662-1986 (FI
Lc
Descripteurs : caoutchouc, caoutcouc vulcanid, essai, essai au choc, dbtermination, rdsilience.
p
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une federation mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (cornites membres de I'ISO). L'elaboration
des Normes internationales est confiee aux comites techniques de I'ISO. Chaque
comite membre interesse par une etude a le droit de faire partie du comite technique
cr& B cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouverne-
mentales, en liaison avec I'ISO participent Bgalement aux travaux.
Les projets de Normes internationales adoptes par les comites techniques sont soumis
aux comites membres pour approbation, avant leur acceptation comme Normes inter-
nationales par le Conseil de I'ISO. Les Normes internationales sont approuvees confor-
mement aux procedures de I'ISO qui requierent l'approbation de 75 % au moins des
comites membres votants.
La Norme internationale IS0 4662 a kt6 Blaboree par le comite technique ISOITC 45,
Elastom&res et produits c) base d'&lastorn&res.
Cette deuxieme edition annule et remplace la premiere edition (IS0 4662-19781, dont
elle constitue une revision mineure.
L'attention des utilisateurs est attiree sur le fait que toutes les Normes internationales
sont de temps en temps soumises B revision et que toute reference faite B une autre
Norme internationale dans le present document implique qu'il s'agit, sauf indication
contraire, de la derniere edition.
O Organisation internationale de normalisation, 1986
Imprime en Suisse
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NORME INTERNATIONALE IS0 4662-1986 (FI
Caoutchouc - Détermination de la résilience de
rebondissement des vulcanisats
Le choix d’un ensemble defini de conditions mecaniques et
O Introduction
d’un appareillage adequat permet d‘obtenir une valeur de resi-
lience de rebondissement a n‘importe quelle temperature nor-
La deformation d‘un caoutchouc met en jeu une certaine quan-
malisee, avec un degr6 de reproductibilite satistaisent.
tit6 d’bnergie, dont une partie est restituee lorsque celui-ci
reprend sa forme initiale. Cette partie d’bnergie, qui n’est pas
restituee sous forme d’energie mecanique, se trouve dissipee
1 Objet et domaine d‘application
en chaleur dans le caoutchouc.
La presente Norme internationale specifie une methode de
Le rapport de 1’6nergie restituee B I’energie appliquée est pris
determination de la resilience de rebondissement du caout-
comme expression de la resilience. Lorsque la deformation est
chouc dans une gamme etroite de deformation au choc et de
une indentation causee par un seul choc, le rapport est pris
vitesses de deformation, au moyen de tout type d’appareil de
comme expression de la resilience de rebondissement.
mesure et de choc conforme aux specifications donnees
ci-aprbs.
La valeur de la resilience de rebondissement pour un materiau
donne n’est pas une quantite fixe, mais varie avec la tempera-
la
La methode est applicable aux caoutchoucs vulcanises dont
ture, la repartition de la deformation (d6termin6e par le type et
durete, B la temperature d’essai, est comprise entre 30 et
les dimensions de I’indenteur et de I’eprouvette), le taux de
85 DIDC.
deformation (determine par la vitesse de I’indenteur), I’bnergie
de deformation (determinee par la masse et la vitesse de
I’indenteur) et l‘historique de la deformation. L‘historique de la
2 Rdfdrences
deformation est particulibrement important dans le cas des
polymbres charges, où l’effet d‘assouplissement par contrainte
IS0 48, Caoutchouc vulcanise - Determination de la durete
necessite aussi un conditionnement mecanique.
(Durete comprise entre 30 et 85 DIDCI.
IS0 471, Caoutchouc - Temperatures, humidites et durees
Cette variation de la resilience en fonction des conditions est
normales pour le conditionnement et l’essai des eprouvettes.
une propriete inherente aux polymbres, dont I’evaluation com-
plbte n‘est par consequent possible que moyennant I‘ex6cution
IS0 1826, Caoutchouc vulcanise - Delai entre vulcanisation et
d‘essais portant sur un domaine trbs etendu de conditions. Les
essai - Specifications.
facteurs cites peuvent avoir une incidence quantitative diff6-
rente sur la résilience: alors que la temperature l’affecte de
I SO 2856, Elastom&res - Specifications generales pour essais
maniere critique dans les zones de transition du materiau
dynamiques.
essaye, les facteurs lies au temps et B l’amplitude d‘indentation
n’ont, au contraire, que des effets moderes et s’accommodent
IS0 3383, Caoutchouc - Directives generales pour l‘obtention
de marges de tolerances relativement larges.
de temperatures &levees ou de temperatures inferieures .4 la
temperature normale lors des essais.
Le mesurage ideal de la resilience de rebondissement doit &re
effectue sur une Bprouvette dont la face arriere est adherente 8
IS0 4661 Il, Caoutchouc vulcanise - Preparation des Bchantil-
un support rigide, afin d’eviter des pertes par friction causees
Ions et eprouvettes - Partie I: Essais physiques.
par le ripage au cours du choc. Du fait que l’utilisation d’eprou-
vettes adherentes se revele peu pratique dans de nombreuses
applications, on en utilise qui ne le sont pas. Celles-ci necessi-
3 Ddfinition
tent un systeme de serrage sûr pour Bviter les mouvements de
friction.
La terminologie utilisee dans la presente Norme internationale
ainsi que les conditions generales d’essai sont en accord avec
Pour se rapprocher de ces conditions ideales avec un appareil- I‘ISO 2856, B laquelle la thborie pour l’essai fait aussi reference.
lage pratique, il est necessaire d’imposer les limitations quant B On y adjoint la definition suivante :
la durete (voir IS0 48) du caoutchouc qui doit etre soumis B
l’essai : du c6t6 dur, pour hiter des exigences de rigidit6 excep- resilience de rebondissement normalisee : Rapport de
I‘bnergie restituee B 1’6nergie de choc appliquee lorsqu’une
tionnelles pour l’appareillage; du cat6 mou, pour Bviter des dif-
masse terminee par une sphere vient frapper une Bprouvette
ficultes de serrage.
1
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IS0 4662-1986 (FI
4.2 Dispositif oscillant
plate, solidement maintenue quoique libre en gonflement laté-
ral, les caractéristiques de la masse de choc, de I’indenteur et
de I’éprouvette devant être telles qu’elles demeurent dans les Le dispositif oscillant doit consister en un corps rigide, ou mar-
teau, terminé par une surface sphérique pénétrante et supporté
limites spécifiées ci-apres :
de facon a osciller d‘une maniere linéaire ou circulaire sous
l’action d’une force de rappel qui peut être fournie par gravité,
diamhtre de I’indenteur (D) : 12,45 8 15,05 mm
par des réactions élastiques de ressorts ou par un fil en torsion.
épaisseur de I‘éprouvette (d) : 12,5 k 0,5 mm Un systeme d‘index et d‘échelle fixe doit permettre de suivre le
déplacement du marteau.
masse de choc (m) : 0,35 -:,, kg
La vitesse de la surface sphérique pénétrante au point de choc
doit être dirigée horizontalement.
vitesse de choc (v) : 1.4 +;r6 m/s
indice volumique d‘énergie de déformation (mv2/D@) :
4.2.1 Échelle (voir figure 1)
351 kJ/m3
Dans le cas des pendules où la force de rappel est fournie par
gravité, la résilience de rebondissement R est donnée par la for-
NOTES
mule
1 Les conditions et l‘appareillage specifies dans la présente Norme
h
internationale impliquent, par consequent, le choix d’un indenteur
R=-
spherique et d’une Bprouvette plate et sont supposes dependre essen- H
tiellement des grandeurs fondamentales D, d, m et v indiquees
ci-dessus. De plus, le rapport de I‘Bnergie du choc B un volume corres-
où
pondant, ou ((indice volumique d’energie de d6formation)) (mvZ/Dd2),
lequel en simplifiant est en relation avec la deformation au choc, doit
h est la hauteur de rebondissement;
etre maintenu dans la gamme Btroite de valeurs specifiee.
H est la hauteur de chute.
2 Les caracteristiques nominales etablies (12,5 mm; 12,5 mm;
0,35 kg; 1.4 m/s; 351 kJ/m3) sont les memes que celles donnees pour
Le mesurage par I‘échelle soit de la distance horizontale de
le pendule de Lüpke. L‘Blargissement des tolerances est tel qu’elles
comprennent les caracteristiques nominales du pendule de Schob rebondissement soit, dans le cas des pendules 8 bras rigide en
modifie (15.0 mm; 12,5 mm; 0,25 kg; 2 m/s; 427 kJ/m3).
particulier, de l’angle de rebondissement, est généralement pra-
tique. Dans le cas des pendules oÙ la force de rappel est provo-
De plus, il a et6 tenu compte
quée par un fil en torsion ou par les réactions élastiques de res-
- d‘une petite tolerance ( 5 0,05 mm) B admettre pour les imper-
sorts, la résilience de rebondissement est donnée par la formule
fections mecaniques des spheres de diambtre nominal 12,5 et
15 mm;
- d’une tolerance supplementaire (:$ kJ/ms) sur mvZ/DdZ, B
admettre pour l‘effet de variation de I’epaisseur de 1’6prou-
vette (50.5 mm).
où
aR est l’angle de rebondissement;
4 Appareillage
al est l‘angle de choc
4.1 G6n6ralit6s
Pour ce type d‘appareillage, le mesurage par I’échelle de l‘angle
de rebondissement est pratique.
La résilience de rebondissement doit être mesurée au moyen
d’un appareil qui consiste en un dispositif oscillant mécanique,
L’échelle peut être graduée uniform&nent ou être calibrée en
ou une sorte de pendule, B un degré de liberté et en un support
unités de résilience. Pour les échelles graduées uniformément,
d’éprouvette massif et robuste.
des équations de conversion, des cartes ou des tables pour per-
mettre la determination de la résilience sont également exigées.
Ces deux elements doivent être convenablement rendus solidai-
res pour les mesurages de résilience de rebondissement et,
4.2.2 RtSglage du dispositif oscillant
6ventuellement, peuvent être séparés afin de régler ou de véri-
fier le dispositif oscillant. Des moyens doivent être fournis pour
L’appareillage doit être essayé B plusieurs reprises par impact
le mesurage du rebondissement du pendule, soit sur une
sur des pieces de caoutchouc de duretés extrêmes; son dépla-
échelle calibrée, soit comme un signal électrique.
cement doit se faire en douceur et aucune forme d‘oscillation
parasite, telle qu‘un fouettement ou une vibration, ne doit
Plusieurs types pratiques d‘appareillage, conformes 8 ces spéci-
résulter du choc du fait d’une rigidité insuffisante du bdti ou
fications, sont disponibles (voir annexe BI.
d’un systeme défectueux de guidage.
NOTE - Les types d‘appareillage sonçus pour fonctionner dans les
Pour un réglage initial ou un contrôle périodique, le porte-
gammes specifiees pour les differents parambtres et correctement cali-
éprouvette doit être séparé du dispositif oscillant et l‘on doit
bres donnent sensiblement les meme valeurs de resilience de rebondis-
procéder comme suit.
sement.
2
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IS0 4662-1986 (FI
4.2.2.5 Aucune des valeurs Tl, T2 ou T4 ne doit differer de la
4.2.2.1 La pesée directe et les mesurages géométriques du
moyenne de plus de 10 %. Alors qu’une différence inférieure à
marteau mobile, ainsi que de ses distances aux axes de guidage
1 ‘30 peut être négligée, une différence comprise entre 1 et
ou aux suspensions, doivent être faits de facon 8 effectuer
10 YO doit être prise en considération pour les corrections
les calculs des paramètres d’inertie. De ceux-ci, on doit déter-
appropribes de non-linéarité de I‘échelle. Celles-ci doivent être
miner si la masse de choc équivalente est conforme aux spécifi-
faites en se référant à l’énergie du pendule correspondant au
cations du chapitre 3 et si la ligne de choc est telle qu‘elle ne
point de I’échelle.
provoque pas de réactions sensibles sur les axes ou les suspen-
sions.
La valeur de la vitesse de choc doit être vérifiée 8 partir des
dimensions géométriques et de la moyenne de TI, T2 et T4 ou à
S‘assurer que le diamhtre de la surface sphérique de I’indenteur
partir des valeurs de masse et d’énergie au point de résilience
est conforme aux spécifications du chapitre 3 et que la surface
unitaire. Elle doit être conforme aux spécifications du
sphérique de I‘indenteur est, dans tous les cas, plus grande que
chapitre 3.
la surface indentée de I’élastomhre; il est préférable que I‘inden-
teur soit une demi-sphère compl8te.
4.2.2.6 Aucune des valeurs de A,, A2 et A4 ne doit différer de
la moyenne de plus de 0,Ol et aucune ne doit dépasser 0,03.
4.2.2.2 Le dispositif oscillant entier doit être admis à prendre
Alors qu’une valeur inférieure 8 0,Ol peu être négligée, une cor-
librement sa position de repos. Vérifier que celle-ci correspond
rection doit être apportee aux résultats de rebondissement pour
au point zero de I‘bchelle, laquelle doit être 6galement celle OÙ
les valeurs comprises entre 0,Ol et 0,03. Cette correction doit
le choc a lieu; 8 ce point, la sphère d’indentation doit se dépla-
A et être appliquée aux résultats, de préfé-
avoir la valeur de
cer horizontalement.
rence en déplacant le point de départ de la masse mobile
au-del8 du point de résilience unitaire d’un montant correspon-
dant.
4.2.2.3 Afin de corriger pour les pertes par friction, le disposi-
tif oscillant doit être mis en mouvement; la durée d’oscillation
Une évaluation plus précise de la correction n’est pas néces-
doit être mesuree et la décroissance des amplidudes successi-
saire dans la plupart des cas, mais elle peut être faite si l’on dis-
ves, du même &te, doit être suivie et notbe. Le decrément
pose d’une analyse détaillée des pertes d’énergie.
logarithmique correspondant A doit être calculé en fonction de
l’expression
4.3 Porte-6prouvette
1 1,
A = -log,-
4.3.1 Le disque éprouvette doit être solidement fixé pendant
n /x+n
le conditionnement mécanique et le mesurage du rebondisse-
ment.
La surface contre laquelle est appliqué le dos de I’éprouvette
doit être métallique, plate, d’un fini lisse, verticale et perpendi-
où
8 la direction de la vitesse de choc.
culaire
Cette face plate fait partie d‘une enclume, laquelle, si elle est
n est le nombre d’oscillations complhtes considérées;
libre, doit avoir une masse d‘au moins 200 fois celle de la masse
8 un système très rigide,
de choc ou être solidement fixée
I, et I, + ,, sont les amplitudes lues sur une Bchelle uni-
comme une structure en maconnerie, par exemple.
forme;
Tout type de dispositif de fixation est utilisable, pourvu qu’il
sont les amplitudes lues sur une échelle qua-
R, et R, +
assure l’obtention de valeurs de résilience de rebondissement
dratique.
qui ne diffèrent pas de plus de 0,02 (en valeur absolue) de celles
fournies par des éprouvettes adhérentes A une plaque arrière
Dans le cas présent, il est peu important que I’échelle ait ou n’ait
A contraler en utilisant un melange 8
rigide. Ce résultat est
pas et6 corrigee pour de petites non-linéarités (voir 4.2.2.5).
haute résilience de rebondissement (environ 0.90) et un autre
de dureté élevee (environ 85 DIDC).
Si le fonctionnement de l‘appareil implique des conditions diffé-
rentes d‘amortissement au cours des déplacements aller et
Des dispositifs convenables sont, par exemple, les suivants :
retour, avant et après le choc, dues par exemple au cliquet blo-
dispositif de fixation par aspiration (vide), dispositif mécanique
quant l’index, les mesurages doivent alors être effectués dans
de serrage, ou combinaison de ces deux systhmes. Un disposi-
les deux conditions et leur moyenne doit &re établie.
tif de serrage méc
...
Questions, Comments and Discussion
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