Plastics — Determination of creep behaviour — Part 2: Flexural creep by three-point loading

ISO 899-2:2003 specifies a method for determining the flexural creep of plastics in the form of standard test specimens under specified conditions such as those of pretreatment, temperature and humidity. It applies only to a simple freely supported beam loaded at mid-span (three-point-loading test). The method is suitable for use with rigid and semi-rigid non-reinforced, filled and fibre-reinforced plastics materials (see ISO 472 for definitions) in the form of dumb-bell-shaped test specimens moulded directly or machined from sheets or moulded articles. NOTE The method may be unsuitable for certain fibre-reinforced materials due to differences in fibre orientation. The method is intended to provide data for engineering-design and research and development purposes. Data for engineering-design purposes requires the use of extensometers to measure the gauge length of the specimen. Data for research or quality-control purposes may use the change in distance between the grips (nominal extension). Flexural creep may vary significantly with differences in specimen preparation and dimensions and in the test environment. The thermal history of the test specimen can also have profound effects on its creep behaviour (see Annex A). Consequently, when precise comparative results are required, these factors must be carefully controlled. If flexural-creep properties are to be used for engineering-design purposes, the plastics materials should be tested over a broad range of stresses, times and environmental conditions. The method may not be suitable for determining the flexural creep of rigid cellular plastics (attention is drawn in this respect to ISO 1209-1, Cellular plastics, rigid -- Flexural tests -- Part 1: Bending test, and ISO 1209-2, Cellular plastics, rigid -- Flexural tests -- Part 2: Determination of flexural properties).

Plastiques — Détermination du comportement au fluage — Partie 2: Fluage en flexion par mise en charge en trois points

L'ISO 899-2:2003 décrit une méthode de détermination du fluage en flexion des plastiques sous forme d'éprouvettes normalisées dans des conditions spécifiées, telles qu'en matière de traitement préalable, de température et d'humidité. Cette méthode s'applique uniquement aux poutres simples, supportées sans contrainte et chargées au milieu de leur portée (méthode des trois pannes). Cette méthode est destinée aux plastiques rigides et semi-rigides, non renforcés, chargés et renforcés par des fibres (voir ISO 472 pour les définitions) sous forme de barreaux rectangulaires moulés directement ou prélevés sur des feuilles ou des objets moulés. NOTE Cette méthode peut s'avérer inappropriée dans le cas de certaines matières renforcées par des fibres en raison des différences d'orientation de celles-ci. Cette méthode est proposée pour fournir des données utiles pour la conception en ingénierie, la recherche et le développement. Les données utiles pour la conception en ingénierie nécessitent l'emploi de l'extensométrie basée sur la longueur de référence de l'éprouvette. Les données pour la recherche ou le contrôle peuvent utiliser la méthode de fluage en traction nominale. Le fluage en flexion peut dépendre étroitement des différences existant en matière de dimensions et de préparation des éprouvettes ainsi qu'en ce qui concerne l'environnement d'essai. L'histoire thermique de l'éprouvette peut également influencer profondément son comportement au fluage (voir Annexe A). En conséquence, lorsque des résultats comparatifs précis sont requis, ces facteurs doivent être contrôlés avec soin. Si les caractéristiques de fluage en flexion sont destinées à des fins de conception en ingénierie, il convient de soumettre à l'essai les matériaux plastiques dans une large gamme de contraintes, de durées et d'environnements. Cette méthode peut s'avérer inappropriée pour déterminer le fluage en flexion des plastiques alvéolaires rigides (à cet égard, l'attention est attirée sur l'ISO 1209-1, Plastiques alvéolaires rigides -- Essais de flexion -- Partie 1: Essai de flexion, et l'ISO 1209-2, Plastiques alvéolaires rigides -- Essais de flexion -- Partie 2: Détermination des propriétés de flexion).

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Publication Date
02-Jun-2003
Current Stage
9092 - International Standard to be revised
Completion Date
01-Nov-2021
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ISO 899-2:2003 - Plastics -- Determination of creep behaviour
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ISO 899-2:2003 - Plastiques -- Détermination du comportement au fluage
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Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 899-2
Second edition
2003-06-01


Plastics — Determination of creep
behaviour —
Part 2:
Flexural creep by three-point loading
Plastiques — Détermination du comportement au fluage —
Partie 2: Fluage en flexion par mise en charge en trois points




Reference number
ISO 899-2:2003(E)
©
ISO 2003

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ISO 899-2:2003(E)
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Published in Switzerland

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ISO 899-2:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references. 1
3 Terms and definitions. 2
4 Apparatus. 3
5 Test specimens. 4
6 Procedure. 4
7 Expression of results. 6
8 Test report. 9
Annex A (informative) Physical-ageing effects on the creep of polymers . 10
Bibliography . 14

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ISO 899-2:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 899-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 61, Plastics, Subcommittee SC 2, Mechanical
properties.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 899-2:1993), which has been technically
revised.
ISO 899 consists of the following parts, under the general title Plastics — Determination of creep behaviour :
 Part 1: Tensile creep
 Part 2: Flexural creep by three-point loading

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 899-2:2003(E)

Plastics — Determination of creep behaviour —
Part 2:
Flexural creep by three-point loading
1 Scope
1.1 This part of ISO 899 specifies a method for determining the flexural creep of plastics in the form of
standard test specimens under specified conditions such as those of pretreatment, temperature and humidity.
It applies only to a simple freely supported beam loaded at mid-span (three-point-loading test).
1.2 The method is suitable for use with rigid and semi-rigid non-reinforced, filled and fibre-reinforced
plastics materials (see ISO 472 for definitions) in the form of dumb-bell-shaped test specimens moulded
directly or machined from sheets or moulded articles.
NOTE The method may be unsuitable for certain fibre-reinforced materials due to differences in fibre orientation.
1.3 The method is intended to provide data for engineering-design and research and development
purposes. Data for engineering-design purposes requires the use of extensometers to measure the gauge
length of the specimen. Data for research or quality-control purposes may use the change in distance
between the grips (nominal extension).
1.4 Flexural creep may vary significantly with differences in specimen preparation and dimensions and in
the test environment. The thermal history of the test specimen can also have profound effects on its creep
behaviour (see Annex A). Consequently, when precise comparative results are required, these factors must
be carefully controlled.
1.5 If flexural-creep properties are to be used for engineering-design purposes, the plastics materials
should be tested over a broad range of stresses, times and environmental conditions.
1.6 The method may not be suitable for determining the flexural creep of rigid cellular plastics (attention is
drawn in this respect to ISO 1209-1, Cellular plastics, rigid — Flexural tests — Part 1: Bending test, and
ISO 1209-2, Cellular plastics, rigid — Flexural tests — Part 2: Determination of flexural properties).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application 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 62:1999, Plastics — Determination of water absorption
ISO 178:2001, Plastics — Determination of flexural properties
ISO 291:1997, Plastics — Standard atmospheres for conditioning and testing
ISO 472:1999, Plastics — Vocabulary
© ISO 2003 — All rights reserved 1

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ISO 899-2:2003(E)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 472 and the following apply.
3.1
creep
increase in strain with time when a constant force is applied
3.2
flexural stress
σ
surface stress in the mid-span section of the test specimen
NOTE It is calculated from the relationship given in 7.1.2.
3.3
deflection
s
t
distance over which the top or bottom surface of the test specimen at mid-span deviates from its original
position during flexure
NOTE It is expressed in millimetres.
3.4
flexural-creep strain
ε
t
strain at the surface of the test specimen produced by a stress at any given time t during a creep test,
calculated in accordance with 7.1.3
NOTE It is expressed as a dimensionless ratio or as a percentage.
3.5
flexural-creep modulus
E
t
ratio of flexural stress to flexural-creep strain, calculated as in 7.1.1
3.6
isochronous stress-strain curve
Cartesian plot of stress versus creep strain, at a specific time after application of the test load
3.7
time to rupture
period of time the specimen is under full load until rupture
3.8
creep-strength limit
initial stress which will just cause rupture (σ ) or will produce a specified strain (σ ) at a specified time t, at a
ε,t
B,t
given temperature and relative humidity
3.9
initial distance between specimen supports
span
L
initial distance between lines of contact between test specimen and supports (see Figure 1)
2 © ISO 2003 — All rights reserved

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ISO 899-2:2003(E)
4 Apparatus
4.1 Test rack, comprising a rigid frame with two supports, one for each end of the test specimen, the
distance between the supports being adjustable to (16 ± 1) times the thickness (height) of the specimen (see
Figure 1) for normal specimens, or to greater than 17 times the thickness (height) of the specimen or a fixed
distance (100 mm) for rigid unidirectional-fibre-reinforced test specimens (see 6.2). The test rack shall be
levelled, and sufficient space shall be allowed below the specimen for the specimen to flex under constant
loading at mid-span.

Key
1 applied force, F
2 loading edge
3 test specimen
4 support
Figure 1 — Characteristics of flexural-creep apparatus
The radius R of the loading edge and the radius R of the supports shall conform to the values given in
1 2
Table 1.
Table 1
Values in millimetres
Radius of loading edge Radius of supports
Thickness of test
specimen
R R
1 2
u 3 5 ± 0,1 2 ± 0,2
> 3 5 ± 0,1 5 ± 0,2

4.2 Loading system, capable of ensuring that the load is applied smoothly, without causing transient
overloading, and that the load is maintained to within ± 1 % of the desired load. In creep-to-rupture tests,
provision shall be made to prevent any shocks which occur at the moment of rupture being transmitted to
adjacent loading systems. The loading mechanism shall allow rapid, smooth and reproducible loading.
© ISO 2003 — All rights reserved 3

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ISO 899-2:2003(E)
4.3 Deflection-measuring device, comprising any contactless or contact device capable of measuring the
extension of the specimen under load without influencing the specimen behaviour by mechanical effects (e.g.
undesirable deformations, notches), other physical effects (e.g. heating of the specimen) or chemical effects.
The accuracy of the deflection-measuring device shall be within ± 0,01 % of the final deflection.
4.4 Time-measurement device, accurate to 0,1 %.
4.5 Micrometer, reading to 0,01 mm or closer, for measuring the initial thickness and width of the test
specimen.
4.6 Vernier callipers, accurate to 0,1 % of the span between the test supports or better, for determining
the span.
5 Test specimens
Use test specimens of the same shape and dimensions as specified for the determination of flexural
properties (see ISO 178).
6 Procedure
6.1 Conditioning and test atmosphere
Condition the test specimens as specified in the International Standard for the material under test. In the
absence of any information on conditioning, use the most appropriate set of conditions specified in ISO 291,
unless otherwise agreed by the interested parties.
The creep behaviour will be affected not only by the thermal history of the specimen under test, but also by
the temperature and (where applicable) humidity used in conditioning. It is recommended that a conditioning-
time W t (see ISO 62) be used.
90
Conduct the test in the same atmosphere as used for conditioning, unless otherwise agreed upon by the
interested parties, e.g. for testing at elevated or low temperatures. Ensure that the variation in temperature
during the duration of the test remains within ± 2 °C.
6.2 Measurement of test-specimen dimensions and distance between supports
Measure the dimensions of the conditioned test specimens in accordance with ISO 178:2001, Subclause 8.2.
For normal test specimens, adjust the initial distance L between the test specimen supports to
(16 ± 1)⋅h
where h is the thickness of the specimen.
In the case of rigid unidirectional-fibre-reinforced test specimens, the distance between the supports may be
adjusted to a value > 17h or to a fixed distance of 100 mm if necessary to avoid delamination by shearing or
delamination in the compression zone.
Measure the distance between the supports to within ± 0,5 %.
6.3 Mounting the test specimens
Mount a conditioned a
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 899-2
Deuxième édition
2003-06-01



Plastiques — Détermination
du comportement au fluage —
Partie 2:
Fluage en flexion par mise en charge
en trois points
Plastics — Determination of creep behaviour —
Part 2: Flexural creep by three-point loading




Numéro de référence
ISO 899-2:2003(F)
©
ISO 2003

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ISO 899-2:2003(F)
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veuillez en informer le Secrétariat central à l'adresse donnée ci-dessous.


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Publié en Suisse

ii © ISO 2003 — Tous droits réservés

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ISO 899-2:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 2
4 Appareillage. 3
5 Éprouvettes. 4
6 Mode opératoire. 4
7 Expression des résultats. 6
8 Rapport d’essai. 9
Annexe A (informative) Effets du vieillissement physique sur le fluage des polymères. 11
Bibliographie . 15



© ISO 2003 — Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 899-2:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments 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.
L'ISO 899-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comité SC 2, Propriétés
mécaniques.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 899-2:1993), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 899 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Plastiques — Détermination du
comportement au fluage:
 Partie 1: Fluage en traction
 Partie 2: Fluage en flexion par mise en charge en trois points

iv © ISO 2003 — Tous droits réservés

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NORME INTERNATIONALE ISO 899-2:2003(F)

Plastiques — Détermination du comportement au fluage —
Partie 2:
Fluage en flexion par mise en charge en trois points
1 Domaine d'application
1.1 La présente partie de l’ISO 899 décrit une méthode de détermination du fluage en flexion des
plastiques sous forme d'éprouvettes normalisées dans des conditions spécifiées, telles qu'en matière de
traitement préalable, de température et d’humidité. Cette méthode s'applique uniquement aux poutres simples,
supportées sans contrainte et chargées au milieu de leur portée (méthode des trois pannes).
1.2 Cette méthode est destinée aux plastiques rigides et semi-rigides, non renforcés, chargés et renforcés
par des fibres (voir ISO 472 pour les définitions) sous forme de barreaux rectangulaires moulés directement
ou prélevés sur des feuilles ou des objets moulés.
NOTE Cette méthode peut s'avérer inappropriée dans le cas de certaines matières renforcées par des fibres en
raison des différences d'orientation de celles-ci.
1.3 Cette méthode est proposée pour fournir des données utiles pour la conception en ingénierie, la
recherche et le développement. Les données utiles pour la conception en ingénierie nécessitent l’emploi de
l’extensométrie basée sur la longueur de référence de l’éprouvette. Les données pour la recherche ou le
contrôle peuvent utiliser la méthode nominale de fluage en traction.
1.4 Le fluage en flexion peut dépendre étroitement des différences existant en matière de dimensions et de
préparation des éprouvettes ainsi qu'en ce qui concerne l'environnement d'essai. L'histoire thermique de
l'éprouvette peut également influencer profondément son comportement au fluage (voir Annexe A). En
conséquence, lorsque des résultats comparatifs précis sont requis, ces facteurs doivent être contrôlés avec
soin.
1.5 Si les caractéristiques de fluage en flexion sont destinées à des fins de conception en ingénierie, il
convient de soumettre à l’essai les matériaux plastiques dans une large gamme de contraintes, de durées et
d’environnements.
1.6 La présente méthode peut s'avérer inappropriée pour déterminer le fluage en flexion des plastiques
alvéolaires rigides (à cet égard, l’attention est attirée sur l’ISO 1209-1, Plastiques alvéolaires rigides — Essais
de flexion — Partie 1: Essai de flexion, et l’ISO 1209-2, Plastiques alvéolaires rigides — Essais de flexion —
Partie 2: Détermination des propriétés de flexion).
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l’application 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 62:1999, Plastiques — Détermination de l’absorption d’eau
ISO 178:2001, Plastiques — Détermination des propriétés en flexion
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1

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ISO 899-2:2003(F)
ISO 291:1997, Plastiques — Atmosphères normales de conditionnement et d'essai
ISO 472:1999, Plastiques — Vocabulaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 472 ainsi que les suivants
s'appliquent.
3.1
fluage
accroissement de la déformation en fonction du temps lors de l'application d'une force constante
3.2
contrainte de flexion
s
contrainte appliquée à la surface de la section de l'éprouvette située au milieu de la portée
NOTE Elle est calculée suivant la relation donnée en 7.1.2
3.3
flèche
s
t
distance parcourue durant la flexion, à partir de la position initiale, par la surface inférieure ou supérieure de
l'éprouvette au milieu de la portée
NOTE Elle est exprimée en millimètres.
3.4
déformation au fluage en flexion
e
t
déformation à la surface de l'éprouvette due à la contrainte appliquée à un instant donné t pendant l'essai de
fluage, calculée conformément à 7.1.3
NOTE Elle est exprimée comme un rapport sans dimension ou en pourcentage.
3.5
module de fluage en flexion
E
t
rapport de la contrainte de flexion appliquée à la déformation au fluage en flexion, calculé conformément à
7.1.1
3.6
courbe contrainte-déformation isochrone
diagramme cartésien de la contrainte par rapport à la déformation au fluage, à un temps spécifique après
application de la charge d’essai
3.7
durée écoulée jusqu'à la rupture
durée qui s'écoule sous pleine charge jusqu’à la rupture
3.8
limite de résistance au fluage
contrainte initiale entraînant la rupture (s ) ou une contrainte spécifiée (s ) à un instant t spécifié, à une
B,t e,t
température et à une humidité relative données
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés

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ISO 899-2:2003(F)
3.9
distance entre les appuis de l’éprouvette à l’état initial
portée
L
distance initiale entre les lignes de contact entre l’éprouvette et les support (voir Figure 1)
4 Appareillage
4.1 Cadre d'essai, comprenant un cadre rigide à deux appuis à chaque extrémité de l’éprouvette, la portée
entre les appuis étant réglable à (16 ± 1) fois l'épaisseur (la hauteur) de l'éprouvette (voir Figure 1) pour les
éprouvettes normales, soit supérieure à 17 fois l'épaisseur (hauteur) de l'éprouvette ou à une distance fixe
(100 mm) pour des éprouvettes rigides renforcées par des fibres unidirectionnelles (voir en 6.2). Le cadre
d'essai doit être de niveau et une distance suffisante doit être prévue sous les éprouvettes pour la mise en
charge au moyen de poids constants au milieu de la portée.

Légende
1 force appliquée, F
2 poinçon hémisphérique
3 éprouvette
4 appui
Figure 1 — Caractéristiques de l’appareillage utilisé pour l’essai de fluage en flexion
Le rayon R du poinçon et le rayon R des appuis doivent être conformes aux valeurs indiquées dans le
1 2
Tableau 1.
Tableau 1
Valeurs en millimètres
Rayon du poinçon Rayon des supports
Épaisseur de l'éprouvette
R R
1 2
u 3 5 ± 0,1 2 ± 0,2
> 3 5 ± 0,1 5 ± 0,2
© ISO 2003 — Tous droits réservés 3

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ISO 899-2:2003(F)
4.2 Système de mise en charge, capable de garantir que la charge est appliquée sans à-coups, sans
surcharge temporaire initiale, et qu'elle est maintenue à la valeur souhaitée à ± 1 % près. Lors des essais de
rupture au fluage, des dispositions doivent être prises pour éviter de transmettre des chocs aux systèmes de
charge adjacents au moment où intervient la rupture. Le mécanisme de mise en charge doit permettre un
chargement rapide, sans à-coups et reproductible.
4.3 Dispositif de mesure de la flèche, comprenant un dispositif permettant de mesurer la flèche de
l'éprouvette sous charge, sans influer sur le comportement de l'éprouvette, par des d'effets mécaniques
(déformations indésirables, entailles, par exemple), physiques (échauffement de l'éprouvette, par exemple) ou
chimiques. La précision du dispositif de mesurage de la flèche doit être de ± 1 % de la flèche totale à mesurer.
4.4 Dispositif de mesure du temps, précis à 0,1 %.
4.5 Micromètre, avec une lecture à au moins 0,01 mm près en vue du mesurage de l'épaisseur initiale et
de la largeur de l'éprouvette.
4.6 Pied à coulisse à vernier, avec une précision d'au moins 0,1 % de la portée entre les appuis en vue
de la détermination de cette dernière.
5 Éprouvettes
Utiliser des éprouvettes de forme et de dimensions telles que spécifiées pour la détermination des
caractéristiques en flexion (voir ISO 178).
6 Mode opératoire
6.1 Conditionnement et atmosphère d'essai
Les éprouvettes doivent être conditionnées conformément à la Norme internationale relative à la matière à
essayer. En l'absence de spécifications, choisir les conditions les plus appropriées dans l'ISO 291, sauf si les
parties intéressées en ont décidé autrement.
Le comportement au fluage est non seulement influencé par l'histoire thermique de l'éprouvette soumise à
l'essai, mais également par la température et (si approprié) par l'humidité choisie pour le conditionnement. Un
état de non-équilibre en humidité affectera le fluage pendant l’essai. Il est recommandé d’utiliser un temps de
conditionnement W t , comme indiqué dans l’ISO 62.
90
Conduire l'essai dans la même atmosphère que celle utilisée pour le conditionnement, sauf si les parties
intéressées en ont décidé autrement, par exemple pour des essais à haute ou à basse température. S'assurer
que la variation de la température durant l'essai ne dépasse pas les limites de ± 2 °C.
6.2 Mesurage des dimensions des éprouvettes et de la portée
Mesurer les dimensions des éprouvettes conditionnées selon l’ISO 178:2001, 8.2.
Pour les éprouvettes normales, régler la longueur initiale de la portée L de façon que
L=±(16 1)⋅h
où h est l’épaisseur de l’éprouvette.
Dans le cas d'éprouvettes rigides renforcées par des fibres unidirectionnelles, la distance entre appuis peut
être réglée à une valeur supérieure à 17h ou à une distance fixe de 100 mm afin d'éviter un délaminage par
cisaillement ou dans la zone de compression.
Mesurer la longueur de la portée à ± 0,5 % près.
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