ISO 19940:2017

Tyre stiffness index testing procedure for passenger car extended mobility and run flat tyres

ISO 19940:2017 specifies the testing method for determining the tyre stiffness index of passenger car tyres for the products capable of supplying the vehicle with the basic tyre functions, at least, at a speed of 80 km/h (50 mph) and a distance of 80 km when operating in flat tyre running mode, as per ISO 16992. This method is meant to determine the above mentioned index, for the characterization of the expected tyre's stiffness through its air and structural components. To reach the target, the vertical force and the vertical deflection, in the sense of absolute position in Z direction under different operating conditions, are measured (approximated in case of zero inflation pressure) and combined through the metrics defined in this document. This method is not intended to be used for conventional tyres.

Procédure d'essai de l'indice de rigidité de pneumatiques à mobilité étendue et pour roulage à plat pour voiture particulière

ISO 19940:2017 spécifie la méthode d'essais qui permet de déterminer l'indice de rigidité de pneumatiques pour voitures particulières pour les produits permettant de procurer au véhicule les fonctions de base d'un pneumatique à une vitesse minimale de 80 km/h (50 m/h) et sur une distance minimale de 80 km lorsqu'ils opèrent en mode de roulage à plat, selon l'ISO 16992. Cette méthode est destinée à déterminer l'indice susmentionné qui caractérise la rigidité que doit assurer un pneumatique grâce à l'air qu'il renferme et à ses composants structurels. Pour atteindre cet objectif, on mesure la force verticale et l'écrasement vertical - dans le sens de la position absolue dans la direction Z - dans différentes conditions d'utilisation (par approximation pour la pression de gonflage zéro) et on les combine grâce aux indicateurs définis dans le présent document. Cette méthode n'est pas destinée à être utilisée pour des pneumatiques conventionnels.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 21-Nov-2017
• ICS: 83.160.10 - Road vehicle tyres
• Technical Committee: ISO/TC 31/SC 3 - Passenger car tyres and rims
• Drafting Committee: ISO/TC 31/SC 3 - Passenger car tyres and rims
• Current Stage: 9093 - International Standard confirmed
• Start Date: 07-Mar-2023
• Completion Date: 13-Dec-2025

Overview

ISO 19940:2017 defines a laboratory testing procedure to determine the tyre stiffness index (TSI) for passenger car extended mobility tyres (EMT) and run flat tyres (RFT/SST). The method characterizes tyre stiffness as the combined contribution of the tyre’s air stiffness and structural stiffness by measuring vertical force and absolute vertical deflection under controlled conditions. This standard applies to tyres designed to sustain basic vehicle functions in flat-running mode (at least 80 km/h for 80 km per ISO 16992) and is not intended for conventional tyres.

Key topics and technical requirements

• Measured parameters: vertical loading force and absolute vertical position (deflection) in the Z direction at multiple inflation pressures.
• Inflation pressure steps: reference pressure per ISO 4000-1 (typically 250 kPa standard or 290 kPa reinforced), plus 100 kPa, 70 kPa and 30 kPa. A mathematical approximation is used to derive the zero-inflation (0 kPa) structural curve.
• Stiffness components:
  • Vertical stiffness (Kz) - tyre stiffness under inflated conditions (N/mm).
  • Structural stiffness (Kstr) - stiffness measured/approximated at zero inflation pressure (N/mm).
  • Air stiffness (Kair) - computed as Kz − Kstr (N/mm).
• Test machine and data:
  • Plate dimensions larger than tyre footprint; tyre rotational axis parallel to plate.
  • Maximum loading speed: 1 mm/s; acquisition rate: at least 5 data points per mm of displacement.
  • Record channels: loading force (accuracy ±0.5% of cell capacity, max ±100 N) and absolute position (±0.5 mm).
  • Measure at three circumferential positions (~120° apart) and repeat per pressure step.
• Loading limits: maximum test load = 150% of the tyre’s maximum load associated with its load index (per ISO 4000-1).
• Environmental/conditioning: assembly conditioning (e.g., 3 h at 25 ± 3 °C) and ambient test temperature (25 ± 5 °C).

Applications and who uses it

• Tyre manufacturers - R&D, design verification and product characterization of EMT/RFT technologies.
• Independent test laboratories - standardized TSI measurement for certification and comparison.
• Automotive OEMs - selection and validation of spare or run-flat tyre systems for vehicle integration and safety validation (linked to ISO 16992 requirements).
• Regulatory bodies & conformity assessors - harmonized test data to support compliance, labeling or performance claims.
• Quality assurance teams - production validation and incoming inspection of run-flat/extended mobility tyres.

Related standards

• ISO 16992 - requirements for spare unit substitutive equipment (SUSE) and flat-running performance.
• ISO 4000-1 / ISO 4000-2 - passenger car tyre dimensions, load/speed indexing and rim specifications referenced for test conditions.

ISO 19940:2017 is essential for anyone needing reproducible, standardized measurements of run-flat and extended mobility tyre stiffness (TSI), enabling fair comparison, product optimization and regulatory compliance.

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19940
First edition
2017-11
Tyre stiffness index testing procedure
for passenger car extended mobility
and run flat tyres
Procédure d'essai de l'indice de rigidité de pneumatiques à mobilité
étendue et pour roulage à plat pour voiture particulière
Reference number
©
ISO 2017
© ISO 2017, Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword .iv
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Test method . 3
4.1 General . 3
4.2 Inflated tyre — Vertical stiffness measurement . 4
4.2.1 Tyre inflation pressure . 4
4.2.2 Tyre positioning . 4
4.2.3 Rims . 4
4.2.4 Equipment minimum requirements . 4
4.2.5 Machine set-up . 4
4.2.6 Maximum testing load . 5
4.2.7 Procedure . 5
4.3 Zero inflation pressure tyre — Structural stiffness determination. 6
4.3.1 General. 6
4.3.2 Mathematical model of the vertical forces . 7
4.3.3 Quality of the approximation . 8
4.3.4 Mathematical model of the total stiffness . 8
4.3.5 Deflection calculation . 8
4.3.6 Structural stiffness calculation . 9
4.4 Structural part of the TSI . 9
4.5 Air part of the TSI .10
4.6 Tyre stiffness index (TSI) calculation .10
Annex A (informative) Test report example.12
Bibliography .13
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 31, Tyres, rims and valves, Subcommittee
SC 3, Passenger car tyres and rims.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 19940:2017(E)
Tyre stiffness index testing procedure for passenger car
extended mobility and run flat tyres
1 Scope
This document specifies the testing method for determining the tyre stiffness index of passenger
car tyres for the products capable of supplying the vehicle with the basic tyre functions, at least, at a
speed of 80 km/h (50 mph) and a distance of 80 km when operating in flat tyre running mode, as per
ISO 16992.
This method is meant to determine the above mentioned index, for the characterization of the expected
tyre’s stiffness through its air and structural components.
To reach the target, the vertical force and the vertical deflection, in the sense of absolute position in Z
direction under different operating conditions, are measured (approximated in case of zero inflation
pressure) and combined through the metrics defined in this document.
This method is not intended to be used for conventional tyres.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 4000-1, Passenger car tyres and rims — Part 1: Tyres (metric series)
ISO 4000-2, Passenger car tyres and rims — Part 2: Rims
ISO 16992, Passenger car tyres — Spare unit substitutive equipment (SUSE)
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
3.1
conventional tyre
pneumatic tyre designed for use in an inflated state
3.2
run flat tyre
self supporting tyre
SST
pneumatic tyre structure provided with any technical solutions (for example, reinforced sidewalls, etc.)
designed to operate in an inflated mode and allowing the tyre, mounted on the appropriate wheel and
in the absence of any supplementary component, to supply the vehicle with the basic tyre functions at a
specified speed and distance when operating in flat tyre running mode
3.3
extended mobility tyre
EMT
pneumatic tyre featuring technology designed on purpose to operate in an inflated mode and allowing
the tyre, mounted on the appropriate wheel and in the absence of any supplementary component, to
supply the vehicle with the basic tyre functions at a specified speed and distance when operating in flat
tyre running mode
3.4
test rim
rim on which a tyre is required to be fitted for testing
3.5
inflation pressure
pressure taken with the tyre at ambient temperature, as indicated by the tyre manufacturer and which
does not include any pressure build-up due to tyre usage
3.6
zero inflation pressure running mode
state of the tyre while operating in deflated condition, obtained by removing the valve-core
3.7
speed symbol
code signifying the maximum speed at which the tyre can carry a load corresponding to its load index
(3.8) under service conditions specified by the tyre manufacturer
Note 1 to entry: Refer to ISO 4000-1:2015, Table 3.
3.8
load index
LI
numerical code associated to the maximum load that a tyre can carry at the speed indicated by its speed
symbol (3.7) under service conditions specified by the tyre manufacturer
Note 1 to entry: Refer to ISO 4000-1:2015, Table 2.
3.9
loading force
F
Z
force measured during the loading condition (either in wheel spindle axle or in the loading plate), in the
loading direction
3.10
loading speed
v
L
speed used to apply the load on the tyre
3.11
absolute position
z
position of either the tyre or the loading plate
Note 1 to entry: Absolute position is expressed in mm.
3.12
reference inflation pressure
P
ref
inflation pressure (3.5) to be used as a first step in testing conditions
Note 1 to entry: See Table 1.
2 © ISO 2017 – All rights reserved

3.13
test inflation pressure
P
i
inflation pressure (3.5) at each step “i”
Note 1 to entry: Inflation pressure is expressed in kPa.
3.14
vertical stiffness
K
Z
tyre stiffness measured under vertical force input in inflated conditions
Note 1 to entry: Vertical stiffness is expressed in N/mm.
3.15
total stiffness
K
tot
tyre characteristic linked to tyre structural stiffness (3.16) and air stiffness (3.17), for each test inflation
pressure value
Note 1 to entry: In case the test infl
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19940
Première édition
2017-11
Procédure d'essai de l'indice de
rigidité de pneumatiques à mobilité
étendue et pour roulage à plat pour
voiture particulière
Tyre stiffness index testing procedure for passenger car extended
mobility and run flat tyres
Numéro de référence
©
ISO 2017
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2017, Publié en Suisse
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sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à
l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Méthode d'essai . 4
4.1 Généralités . 4
4.2 Pneumatique gonflé — Mesurage de la rigidité verticale . 4
4.2.1 Pression de gonflage du pneumatique . 4
4.2.2 Positionnement du pneumatique . 4
4.2.3 Jantes . 4
4.2.4 Exigences minimales pour l'équipement . 4
4.2.5 Préparation de la machine. 5
4.2.6 Charge d'essai maximale . 5
4.2.7 Mode opératoire . 5
4.3 Pneumatique à pression de gonflage zéro — Détermination de la rigidité structurelle . 7
4.3.1 Généralités . 7
4.3.2 Modèle mathématique des forces verticales . 8
4.3.3 Qualité de l'approximation. 8
4.3.4 Modèle mathématique de la rigidité totale . 8
4.3.5 Calcul de l'écrasement . 9
4.3.6 Calcul de la rigidité structurelle.10
4.4 Partie structurelle de l'IRP .10
4.5 Partie air de l'IRP .10
4.6 Calcul de l'indice de rigidité de pneumatique (IRP) .11
Annexe A (informative) Exemple de rapport d’essai .12
Bibliographie .13
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.
L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.
iso.org/directives).
L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion
de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 31, Pneus, jantes et valves, sous-
comité SC 3, Pneus et jantes pour voitures particulières.
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NORME INTERNATIONALE ISO 19940:2017(F)
Procédure d'essai de l'indice de rigidité de pneumatiques
à mobilité étendue et pour roulage à plat pour voiture
particulière
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie la méthode d'essais qui permet de déterminer l'indice de rigidité de
pneumatiques pour voitures particulières pour les produits permettant de procurer au véhicule les
fonctions de base d’un pneumatique à une vitesse minimale de 80 km/h (50 m/h) et sur une distance
minimale de 80 km lorsqu'ils opèrent en mode de roulage à plat, selon l'ISO 16992.
Cette méthode est destinée à déterminer l'indice susmentionné qui caractérise la rigidité que doit
assurer un pneumatique grâce à l'air qu'il renferme et à ses composants structurels.
Pour atteindre cet objectif, on mesure la force verticale et l'écrasement vertical - dans le sens de la
position absolue dans la direction Z - dans différentes conditions d'utilisation (par approximation pour
la pression de gonflage zéro) et on les combine grâce aux indicateurs définis dans le présent document.
Cette méthode n'est pas destinée à être utilisée pour des pneumatiques conventionnels.
2 Références normatives
Les documents ci-après, dans leur intégralité ou non, sont des références normatives indispensables à
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 4000-1, Pneumatiques et jantes pour voitures particulières — Partie 1: Pneumatiques (série
millimétrique)
ISO 4000-2, Pneumatiques et Jantes pour voitures particulières — Partie 2: Jantes
ISO 16992, Pneumatiques pour voitures particulières — Équipements de substitution de roue de
secours (SUSE)
3 Termes et définitions
Aux fins du présent document, les termes et définitions suivants s'appliquent.
L'ISO et l'IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
3.1
pneumatique conventionnel
pneumatique conçu pour être utilisé à l'état gonflé
3.2
pneumatique pour roulage à plat
pneumatique autoporteur
SST
structure de pneumatique dotée d'une solution technique quelconque (p.ex. flancs renforcés, etc.)
conçue pour opérer à l’état gonflé et permettant au pneumatique, lorsqu’il est monté sur une roue
appropriée et sans aucun composant supplémentaire quelconque, de procurer au véhicule les fonctions
de base d’un pneumatique à une vitesse et pour une distance spécifiées lorsqu’il opère en mode de
roulage à plat
3.3
pneumatique à mobilité étendue
EMT
pneumatique présentant une technologie particulière conçue pour fonctionner à l’état gonflé et
permettant au pneumatique, lorsqu’il est monté sur une roue appropriée et sans aucun composant
supplémentaire quelconque, de procurer au véhicule les fonctions de base d’un pneumatique à une
vitesse spécifiée et pour une distance spécifiée en mode de roulage à plat
3.4
jante d'essai
jante sur laquelle un pneumatique doit être monté pour l'essai
3.5
pression de gonflage
pression de gonflage mesurée avec le pneumatique à température ambiante selon les recommandations
du manufacturier de pneumatiques et qui n'inclut pas l'augmentation de pression due à l'utilisation du
pneumatique
3.6
mode de roulage à pression de gonflage zéro
état d'un pneumatique utilisé à l'état dégonflé, obtenu par démontage du mécanisme de valve
3.7
code de vitesse
code signifiant la vitesse maximale à laquelle le pneumatique peut porter la charge correspondant à son
indice de charge (3.8), dans les conditions d'utilisation spécifiées par le manufacturier de pneumatiques
Note 1 à l'article: Se reporter à l'ISO 4000-1:2015, Tableau 3.
3.8
indice de charge
LI
code numérique associé à la charge maximale qu'un pneumatique peut porter à la vitesse indiquée
par son code de vitesse (3.7), dans les conditions d'utilisation spécifiées par le manufacturier de
pneumatiques
Note 1 à l'article: Se reporter à l'ISO 4000-1:2015, Tableau 2.
3.9
force de mise en charge
F
Z
force mesurée au cours de la mise en charge (soit sur l'essieu supportant la roue, soit sur la plaque de
mise en charge) dans la direction de la mise en charge
3.10
vitesse de mise en charge
v
L
vitesse d'application de la charge sur le pneumatique
2 © ISO 2017 – Tous droits réservés

3.11
position absolue
z
position soit du pneumatique ou de la plaque de mise en charge
Note 1 à l'article: Position absolue exprimée en mm.
3.12
pression de gonflage de référence
P
ref
pression de gonflage (3.5) à utiliser pour le premier palier dans les conditions d'essai
Note 1 à l'article: Voir le Tableau 1.
3.13
pression de gonflage d'essai
P
i
pression de gonflage (3.5) à chaque palier «i»
Note 1 à l'article: La pression de gonflage est exprimée en kPa.
3.14
rigidité verticale
K
Z
rigidité du pneumatique à l'état gonflé mesurée avec application de charge verticale
Note 1 à l'article: La rigidité verticale est exprimée en N/mm.
3.15
rigidité totale
K
tot
caractéristique du pneumatique liée à la rigidité structurelle (3.16) et la rigidité de l'air (3.17), pour
chaque valeur de la pression de gonflage d'essai
Note 1 à l'article: Si la pression de gonflage d'essai est P (3.12), la rigidité totale K est égale à la rigidité
ref tot
verticale, K (3.14).
Z
3.16
rigidité structurelle
K
str
la rigidité verticale du pneumatique (3.14) mesurée à «l'état de roula
...