ISO 11003-1:1993
(Main)Adhesives — Determination of shear behaviour of structural bonds — Part 1: Torsion test method using butt-bonded hollow cylinders
Adhesives — Determination of shear behaviour of structural bonds — Part 1: Torsion test method using butt-bonded hollow cylinders
The principle of the method specified is determining the deformation of the adhesive in the annular bond between two butt-jointed hollow cylinders as a function of the applied torque up to failure of the joint. The circular symmetry of the specimen entails a state of simple shear with uniform strain in the bond line. Shear stress values versus shear strain of the adhesive (including shear modulus) are useful for advanced design work, e.g. in finite element analysis methods.
Adhésifs — Détermination du comportement en cisaillement de joints structuraux — Partie 1: Méthode d'essai en torsion de cylindres creux collés bout à bout
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Relations
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INTERNATIONAL
ISO
STANDARD 11003-1
First edition
1993-09-15
Adhesives - Determination of shear
behaviour of structural bonds -
Part 1:
Torsion test method using butt-bonded hollow
cylinders
- Determination du comportemen t en cisaillemen t de joints
Adhesifs
structuraux -
Partie 7: Methode d’essai en torsion de cylindres creux col/& bout a bout
Reference number
ISO 11003-1 :1993(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11003=1:1993(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. Esch 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.
Draft International Standards adopted by the technical committees are
circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting
a vote.
International Standard ISO 11003-1 was prepared by Technical Committee
lSO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 11, Products.
ISO 11003 consists of the following Parts, under the general title Ad-
hesives - Determination of shear behaviour of structural bonds:
- Part 1: Torsion test method using butt-bonded hollow cylinders
- Part 2: Thick-adherend tensile-test method
0 ISO 1993
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced
or utilized in any form or by any means, electronie or mechanical, including photocopying and
microfilm, without Permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardkation
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Printed in Switzerland
ii
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INTERNATIONAL STANDARD 0 ISO ISO 11003=1:1993(E)
Adhesives - Determination of shear behaviour of
structural bonds -
Part 1:
Torsion test method using butt-bonded hollow cylinders
mined as a function of the applied torque up to failure
1 Scope
of the joint. The circular symmetty of the specimen
entails a state of simple shear with uniform strain in
This part of ISO 11003 specifies a method of shear
the bond line. In principle, there are no peaks in the
test for the characterization of adhesives in a bond.
stress distribution curve, since the bond is continuous
Shear stress values versus shear strain of the ad-
in the direction of the displacement.
hesive (including shear modulus) are useful for ad-
vanced design work, e.g. in finite element analysis
methods.
4 Apparatus
2 Normative references
4.1 Torsion testing machine, with a capacity of
300 Nern and preferably of 1 000 Nam. Alternatively,
The following Standards contain provisions which,
a suitably adapted tensile testing machine may be
through reference in this text, constitute provisions
used. The machine shall include equipment for re-
of this patt of ISO 11003. At the time of publication,
cording the torque instantaneously with an error of
the editions indicated were valid. All Standards are
less than 1 %. The cardan joints shall be accurately
subject to revision, and Parties to agreements based
aligned and all bolts and holes precisely machined so
on this part of ISO 11003 are encouraged to investi-
that the specimens are mounted in the apparatus and
gate the possibility of applying the most recent edi-
tested free of uncontrolled loads. The machine shall
tions of the Standards indicated below. Members of
be equipped with an adequately thermostatted
IEC and ISO maintain registers of currently valid
chamber if tests are to be carried out at temperatures
International Standards.
different from the ambient temperature.
ISO 291 :1977, Plastics - Standard atmospheres for
4.2 Displacement Sensor (see figure 11, capable of
conditioning and testing.
measuring the displacement of the two adherends
relative to each other and hence the deformation of
ISO 4588: 1989, Adhesives - Preparation of metal
the adhesive. The Sensor and its’ associated target
surfaces for adhesive bonding.
shall be rigidly mounted on the two adherends as
shown in figure 1. Sensor sensitivity shall be adjust-
ISO 10365: 1992, Adhesives - Designation of main
able to permit the full-scale reading to be varied be-
failure pa tterns.
tween 2 Pm and 1 000 Pm. Sensor resolution shall be
1,2 Pm or better, and the error in readings above
30 % of full scale shall not be greater than & 5 % in
3 Principle
any sensitivity range. The Sensor shall be of light
weight and robust construction since it is subjected
The deformation of the adhesive in the annular bond
to high accelerations on failure of the specimen.
between two butt-jointed hollow cylinders is deter-
---------------------- Page: 3 ----------------------
0 ISO
ISO 110034:1993(E)
5.2 Preparation of the surface
5 Specimen
The surfaces to be bonded shall be prepared in ac-
cordante with ISO 4588, unless otherwise specified.
5.1 Substrate material
5.3 Bonding
Aluminium alloy is a suitable material for the
Prepare the specimens according to the instructions
adherends. Other materials are acceptable provided
of the manufacturer of the adhesive. Information
the material (including pretreated surface layers) has
about conditioning of the specimen shall be included
a shear modulus at least ten times higher than that
in the test report.
of the adhesive.
Target support
(on upper adherend)
Adherends
Butt joint
Transducer support
(On lower adherend)
- Butt-joint specimen with displacement transducer fixed in the testing apparatus
Figure 1
---------------------- Page: 4 ----------------------
0 ISO ISO 11003=1:1993(E)
A joint completely filled with adhesive is essential for of the adherends, two plates fastened to a threaded
the reliability of the test. The two adherends shall be rod passing through the PTFE plug prevent any dis-
bonded coaxially, with a maximum lateral displace- placement during curing (see figure 2).
ment between their two axes of 0,02r,. To achieve
this, the two hollow cylinders may be aligned with the
5.4 Adhesive bond
help of a plug made of polytetrafluoroethylene (PTFE).
A temperature-resistant O-ring, inserted into the PTFE The preferred thickness of the bond is
0,l mm + 5 Pm. Any deviations from this range of
plug and placed just below the bond, Stops the ad-
values shall be indicated in the test report.
hesive from running out of the joint. At the other ends
Top plate
Po
...
NORME
Iso
INTERNATIONALE
11003-1
Première édition
1993-09-15
Adhésifs - Détermination du
comportement en cisaillement de joints
structuraux -
Partie 1:
Méthode d’essai en torsion de cylindres creux
collés bout à bout
Adhesives - Determination of shear behaviour of structural bonds -
Part 1: Torsion test method using butt-bonded hollow cylinders
Numéro de référence
ISO 11003-I :1993(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 11003=1:1993(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une féderation
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé a cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 11003-l a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC II, Produits.
L’ISO 11003 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Adhésifs - Détermination du comportement en cisaillement de
joints structuraux:
- Partie 1: Méthode d’essai en torsion de cylindres creux CO~I& bout
à bout
- Partie 2: Méthode d’essai en traction sur éprouvette épaisse
0 ISO 1993
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
Organisation internationale de normalisation
Case Postale 56 l CH-l 211 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
ii
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NORME INTERNATIONALE 0 ISO ISO 11003-1:1993(F)
Adhésifs - Détermination du comportement en
cisaillement de joints structuraux -
Partie 1:
Méthode d’essai en torsion de cylindres creux collés bout
à bout
3 Principe
1 Domaine d’application
La déformation de l’adhésif entre deux cylindres creux
La présente partie de I’ISO 11003 prescrit un essai
collés bout a bout est déterminée en fonction du
de cisaillement pour la caractérisation des adhésifs
couple appliqué jusqu’à la rupture du joint. La symé-
dans un joint. Les valeurs des contraintes de ci-
trie circulaire de l’échantillon conduit à un cisaillement
saillement en fonction de la déformation (y compris le
pur avec une déformation uniforme dans le joint. II n’y
module de cisaillement) sont utiles pour les travaux
a pas de pic dans la distribution de contrainte puisque
de conception assistée, par exemple par la méthode
le joint adhésif est continu dans la direction du dépla-
des éléments finis.
cement.
2 Références normatives
4 Appareillage
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
4.1 Machine d’essai de torsion, de performance
tuent des dispositions valables pour la présente partie
300 Nmm, de préférence 1 000 Nmm. Une autre alter-
de I’ISO 11003. Au moment de la publication, les
native consiste a utiliser une machine d’essai en
éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme
traction. La machine doit comporter un équipement
est sujette à révision et les parties prenantes des ac-
pour l’enregistrement du couple instantané avec une
cords fondés sur la présente partie de I’ISO 11003
erreur inférieure à 1 %. Les transmissions cardan
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
doivent être précisément alignées et tous les boulons
éditions les plus récentes des normes indiquées ci-
et orifices soigneusement usinés de sorte que les
après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent
éprouvettes soient montées sur l’appareil et essayées
le registre des Normes internationales en vigueur a
libres de contraintes non contrôlées. La machine de
un moment donné.
traction doit être équipée d’une enceinte
thermostatée adéquate si des essais a des tempéra-
ISO 291 :1977, Plastiques - Atmosphères normales
tures différentes de l’ambiante sont nécessaires.
de conditionnement et d’essai.
4.2 Capteur de déplacement (voir figure 11, capable
ISO 4588: 1989, Adhésifs - Préparation des surfaces
de mesurer le déplacement relatif des deux supports
métalliques pour le collage par adhésif.
l’un par rapport à l’autre c’est-a-dire la déformation de
ISO 10365: 1992, Adh&ifs - Désignation des princi- l’adhésif. Le capteur et la cible qui lui est associée
paux faciès de rupture. doivent être fixés solidement sur les deux supports
1
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ISO 11003=1:1993(F)
comme indique sur la figure 1. La sensibilité du cap- 5 Éprouvettes
teur doit être ajustable pour permettre la variation de
la pleine echelle sur l’enregistreur de 2 prn et jusqu’à
5.1 Matériau des supports
1 000 prn. La résolution du capteur doit être de
1,2 prn ou meilleure, et l’erreur au-delà de 30 % de la
Un alliage d’aluminium est un matériau adapte pour
pleine échelle doit être inferieure à + 5 % pour toute
les supports. D’autres matériaux sont acceptables
la gamme de sensibilite. Le capteur doit avoir un poids
pourvu que le matériau (y compris les couches su-
faible et être de construction robuste puisqu’il est
perficielles provenant d’un traitement de surface) ait
soumis à de fortes accelerations lors de la rupture de
un module de cisaillement au moins dix fois plus
l’éprouvette.
eleve que celui de l’adhésif.
Chaise de la cible
support
Joint d’adhésif
Chais8 du capteur
(sur le support
inf&ieur)
I
u \\I
ment
\. -:i::::-/.-- L;r de déplacer
Figure 1 - Éprouvette bout à bout, avec le capteur de déplacement, fixée sur la machine d’essai
---------------------- Page: 4 ----------------------
0 ISO
ISO 11003-1:1993(F)
ports doivent être colles coaxialement, avec un ecart
5.2 Préparation des surfaces avant collage
latéral maximum entre leurs deux axes de 0,02r,. À
Les surfaces à coller doivent être préparées confor- leur extrémité, les deux cylindres creux peuvent être
mément à I’ISO 4588, sauf prescription particulière. alignes à l’aide d’un embout en polytétra-
fluoroéthyléne.
5.3 Assemblage
Un anneau résistant a la température, inseré entre
l’embout en polytétrafluoroéthylène et place juste en
Préparer les éprouvettes selon les instructions du fa-
dessous du joint d’adhésif permet d’éviter I’écou-
bricant de l’adhésif. Les informations relatives au
lement du mélange adhesif hors du joint. Aux autres
conditionnement des éprouvettes doivent être indi-
extremites du support, deux plaques fixees sur une
quées dans le rapport d’essai.
tige filetée passant à travers l’embout en
Un joint entièrement rempli d’adhésif est essentiel polytétrafluoroéthyléne évitent tout déplacement au
pour effectuer correctement l’essai. L .es deux sup- cours du durcissement (voir figure 2).
Plaque supérieure
Embout en
polytétrafluoréthyiéne
Couche d’adhésif
Anneau
Tige filetée
avec écrou
Plaque inférieure
Figure 2 - Cylindres creux alignés coaxialement
---------------------- Page: 5 ----------------------
43 ISO
ISO 11003-1:1993(F)
Dimensions en millimètres
I
1
I
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NORME
Iso
INTERNATIONALE
11003-1
Première édition
1993-09-15
Adhésifs - Détermination du
comportement en cisaillement de joints
structuraux -
Partie 1:
Méthode d’essai en torsion de cylindres creux
collés bout à bout
Adhesives - Determination of shear behaviour of structural bonds -
Part 1: Torsion test method using butt-bonded hollow cylinders
Numéro de référence
ISO 11003-I :1993(F)
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Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une féderation
mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé a cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I’ISO participent également aux travaux. L’ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO 11003-l a été élaborée par le comité techni-
que ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC II, Produits.
L’ISO 11003 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
néral Adhésifs - Détermination du comportement en cisaillement de
joints structuraux:
- Partie 1: Méthode d’essai en torsion de cylindres creux CO~I& bout
à bout
- Partie 2: Méthode d’essai en traction sur éprouvette épaisse
0 ISO 1993
Droits de reproduction réservés. Sauf prescription différente, aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord
écrit de l’éditeur.
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Adhésifs - Détermination du comportement en
cisaillement de joints structuraux -
Partie 1:
Méthode d’essai en torsion de cylindres creux collés bout
à bout
3 Principe
1 Domaine d’application
La déformation de l’adhésif entre deux cylindres creux
La présente partie de I’ISO 11003 prescrit un essai
collés bout a bout est déterminée en fonction du
de cisaillement pour la caractérisation des adhésifs
couple appliqué jusqu’à la rupture du joint. La symé-
dans un joint. Les valeurs des contraintes de ci-
trie circulaire de l’échantillon conduit à un cisaillement
saillement en fonction de la déformation (y compris le
pur avec une déformation uniforme dans le joint. II n’y
module de cisaillement) sont utiles pour les travaux
a pas de pic dans la distribution de contrainte puisque
de conception assistée, par exemple par la méthode
le joint adhésif est continu dans la direction du dépla-
des éléments finis.
cement.
2 Références normatives
4 Appareillage
Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
4.1 Machine d’essai de torsion, de performance
tuent des dispositions valables pour la présente partie
300 Nmm, de préférence 1 000 Nmm. Une autre alter-
de I’ISO 11003. Au moment de la publication, les
native consiste a utiliser une machine d’essai en
éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme
traction. La machine doit comporter un équipement
est sujette à révision et les parties prenantes des ac-
pour l’enregistrement du couple instantané avec une
cords fondés sur la présente partie de I’ISO 11003
erreur inférieure à 1 %. Les transmissions cardan
sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les
doivent être précisément alignées et tous les boulons
éditions les plus récentes des normes indiquées ci-
et orifices soigneusement usinés de sorte que les
après. Les membres de la CEI et de I’ISO possèdent
éprouvettes soient montées sur l’appareil et essayées
le registre des Normes internationales en vigueur a
libres de contraintes non contrôlées. La machine de
un moment donné.
traction doit être équipée d’une enceinte
thermostatée adéquate si des essais a des tempéra-
ISO 291 :1977, Plastiques - Atmosphères normales
tures différentes de l’ambiante sont nécessaires.
de conditionnement et d’essai.
4.2 Capteur de déplacement (voir figure 11, capable
ISO 4588: 1989, Adhésifs - Préparation des surfaces
de mesurer le déplacement relatif des deux supports
métalliques pour le collage par adhésif.
l’un par rapport à l’autre c’est-a-dire la déformation de
ISO 10365: 1992, Adh&ifs - Désignation des princi- l’adhésif. Le capteur et la cible qui lui est associée
paux faciès de rupture. doivent être fixés solidement sur les deux supports
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comme indique sur la figure 1. La sensibilité du cap- 5 Éprouvettes
teur doit être ajustable pour permettre la variation de
la pleine echelle sur l’enregistreur de 2 prn et jusqu’à
5.1 Matériau des supports
1 000 prn. La résolution du capteur doit être de
1,2 prn ou meilleure, et l’erreur au-delà de 30 % de la
Un alliage d’aluminium est un matériau adapte pour
pleine échelle doit être inferieure à + 5 % pour toute
les supports. D’autres matériaux sont acceptables
la gamme de sensibilite. Le capteur doit avoir un poids
pourvu que le matériau (y compris les couches su-
faible et être de construction robuste puisqu’il est
perficielles provenant d’un traitement de surface) ait
soumis à de fortes accelerations lors de la rupture de
un module de cisaillement au moins dix fois plus
l’éprouvette.
eleve que celui de l’adhésif.
Chaise de la cible
support
Joint d’adhésif
Chais8 du capteur
(sur le support
inf&ieur)
I
u \\I
ment
\. -:i::::-/.-- L;r de déplacer
Figure 1 - Éprouvette bout à bout, avec le capteur de déplacement, fixée sur la machine d’essai
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ISO 11003-1:1993(F)
ports doivent être colles coaxialement, avec un ecart
5.2 Préparation des surfaces avant collage
latéral maximum entre leurs deux axes de 0,02r,. À
Les surfaces à coller doivent être préparées confor- leur extrémité, les deux cylindres creux peuvent être
mément à I’ISO 4588, sauf prescription particulière. alignes à l’aide d’un embout en polytétra-
fluoroéthyléne.
5.3 Assemblage
Un anneau résistant a la température, inseré entre
l’embout en polytétrafluoroéthylène et place juste en
Préparer les éprouvettes selon les instructions du fa-
dessous du joint d’adhésif permet d’éviter I’écou-
bricant de l’adhésif. Les informations relatives au
lement du mélange adhesif hors du joint. Aux autres
conditionnement des éprouvettes doivent être indi-
extremites du support, deux plaques fixees sur une
quées dans le rapport d’essai.
tige filetée passant à travers l’embout en
Un joint entièrement rempli d’adhésif est essentiel polytétrafluoroéthyléne évitent tout déplacement au
pour effectuer correctement l’essai. L .es deux sup- cours du durcissement (voir figure 2).
Plaque supérieure
Embout en
polytétrafluoréthyiéne
Couche d’adhésif
Anneau
Tige filetée
avec écrou
Plaque inférieure
Figure 2 - Cylindres creux alignés coaxialement
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43 ISO
ISO 11003-1:1993(F)
Dimensions en millimètres
I
1
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...
Questions, Comments and Discussion
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