Plastics -- Determination of multiaxial impact behaviour of rigid plastics -- Part 2: Instrumented puncture test

Plastiques -- Détermination du comportement des plastiques rigides sous un choc multiaxial -- Partie 2: Essai par perforation instrumentée

Polimerni materiali - Ugotavljanje večosne udarne odpornosti togih polimernih materialov - 2. del: Instrumentalna metoda

General Information

Status
Withdrawn
Publication Date
31-May-1996
Withdrawal Date
30-Apr-2000
Current Stage
9900 - Withdrawal (Adopted Project)
Start Date
01-May-2000
Due Date
01-May-2000
Completion Date
01-May-2000

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ISO 6603-2:1989 - Plastics -- Determination of multiaxial impact behaviour of rigid plastics
English language
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SIST ISO 6603-2:1996
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ISO 6603-2:1989 - Plastiques -- Détermination du comportement des plastiques rigides sous un choc multiaxial
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ISO 6603-2:1989 - Plastiques -- Détermination du comportement des plastiques rigides sous un choc multiaxial
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL
STANDARD
First edition
1989-12-15
Plastics - Determination of multiaxial impact
behaviour of rigid plastics -
Part 2 :
Instrumented puncture test
Plastiques - Dbtermination du comportement des plasfiques rigides
sous un choc multiaxial -
Par-tie 2 : Essai par perforation instrumentee
Reference number
IS0 6603-2: 1989(E)
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 6603-2: 1989(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
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, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 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 approval before their acceptance
as International Standards by the IS0 Council. They are approved in
accordance with IS0 procedures requiring at least 75 % approval by the
member bodies voting.
International Standard IS0 6603-2 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 61, Plastics.
IS0 6603 consists of the following parts, under the general title
Determination of multiaxial impact behaviour of rigid
Plastics -
plastics:
- Part I: Falling dart method
- Part 2: Instrumented puncture test
Annexes A and B and C and D of this part of IS0 6603 are for information
only.
0 IS0 1989

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form

or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without

permission in writing from the publisher.
International Organization for Standardization
Case Postale 56 l CH-1211 Geneve 20 * Switzerland
Printed in Switzerland
---------------------- Page: 2 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD IS0 6603=2:1989(E)
- Determination of multiaxial impact behaviour of
Plastics
rigid plastics -
Part 2 :
Instrumented puncture test
tested if the equipment is suitable, but the test then falls
1 scope
outside the scope of this part of IS0 6603.
1.1 This part of IS0 6603 specifies a method for the
1.4 The test results are comparable only if the
determination of the multiaxial impact behaviour of
conditions of the preparation of the specimens, their
rigid plastics in the form of flat test specimens, such
dimensions and surfaces as well as the testing con-
as discs and squares, moulded directly or cut from
ditions are the same. In particular, results deter-
sheets.
mined on test specimens of different thicknesses
cannot be compared with one another. Comprehen-
This test is used for the characterization of plastic
sive evaluation of the reaction to impact stress re-
sheeting or mouldings under the impact of a striker
quires that determinations be made as a function of
applied at a right angle to the plane of the sheet.
deformation rate and temperature for different ma-
terials variables, such as crystallinity and moisture
Different test parameters are specified depending
content. The impact behaviour of finished products
on the geometry of the striker.
cannot be predicted directly from this test, but
specimens may be taken from finished products for
tests by this method.
1.2 IS0 6603-V) can be used if it is sufficient to
characterize the impact behaviour of plastics by an
impact-failure energy. This part of IS0 6603 is for
use if a force-deformation or force-time diagram re-
2 Normative references
corded at practically constant striker velocity is
necessary for characterization of the impact behav-
The following standards contain provisions which,
iour.
through reference in this text, constitute provisions
of this part of IS0 6603. At the time of publication,
This applies if:
the editions indicated were valid. All standards are
subject to revision, and parties to agreements based
measured quantities derivable only from this di-
on this part of IS0 6603 are encouraged to investi-
agram are required;
gate the possibility of applying the most recent edi-
tions of the standards indicated below. Members of
only a small number of test specimens is avail-
IEC and IS0 maintain registers of currently valid
able.
International Standards.
IS0 291:1977, Plastics - Standard atmospheres for
1.3 The test method is applicable to test speci-
conditioning and testing.
mens with a thickness between 1 mm and 4 mm.
IS0 293:1986, Plastics - Compression moulding test
For thicknesses less than 1 mm, IS0 7765-2
NOTE 1

should be used. Thicknesses greater than 4 mm may be specimens of thermoplastic materials.

1) IS0 6603-l :1985, Plastics - Determination of muitiaxiai impact behaviour of rigid plastics - Part I: Failing dart method.

---------------------- Page: 3 ----------------------
IS0 6603-2:1989(E)
NOTES
IS0 294:1975, Plastics - Injection moulding test
specimens of thermoplastic materials.
2 Examples of force-deformation diagrams for tough and
brittle materials are given in figures 1 to 3, with more
IS0 2557-2: 1986, Plastics - Amorphous thermoplas-
complex behaviour being described in annex A.
tics - Preparation of test specimens with a specified
Part 2: Plates.
reversion -
3 It is not the purpose of this part of IS0 6603 to give an
interpretation of the mechanism occurring on every par-
IS0 7765.2:-*), Plastics - Film and sheeting - De-
titular point of the force-deformation diagram. These in-
terpretations are a task for scientific research.
termination of impact resistance by the free-falling-
dart method - Part 2: Instrumented puncture test.
5 Apparatus
3 Definitions
The apparatus consists of a mechanical part for ap-
For the purposes of this part of IS0 6603, the follow-
plying the test force (test device), the instruments for
ing definitions apply.
measuring the force and distance, and a thickness
gauge.
3.1 peak force, FP: The maximum force exerted by
the striker in the direction of impact during the test
5.1 Test device
(see figures 1, 2 and 3).
The essential components of the test device are: the
3.2 deformation at peak force, IP: The deformation
energy carrier (normally a falling mass, but a pneu-
at the centre of the test specimen corresponding to
matically or hydraulically or spring-assisted driven
the peak force. For materials exhibiting a peak force
mass or a pendulum-impact test device may also be
plateau, the deformation is taken at the centre of the
used), the striker, and the test specimen support
plateau (see figures 1 and 2).
(with a clamping ring, where used).
3.3 energy to peak force, I$,: The area under the
The test device shall permit the test specimen to be
force-deformation diagram bounded by the origin,
punctured at the centre at a nominally constant ve-
the peak force and the deformation at peak force
locity perpendicular to the specimen surface. The
(see figures 1, 2 and 3).
force exerted on the test specimen in the direction
of impact and the deformation of the specimen in the
3.4 total penetration energy, I&: The total energy
direction of impact shall be derivable or measurable
expended in penetrating the test specimen (see fig-
(see figure 4). Devices suitable for this test are
ures 1, 2 and 3).
falling-dart machines, pendulums with an arm long
enough for the penetration path to be regarded as
approximately linear, and high-speed tensile-testing
4 Principle
machines with suitable auxiliary attachments.
The test specimen is penetrated normal to the plane
5.1 .I Energy carrier
by a striker at a nominally uniform velocity. The re-
sulting force-deformation or force-time diagram is

electronically recorded. The test specimen may or It shall be ensured that the available impact energy

may not be clamped in position during the test. (e.g. drop energy) is large in comparison with the

absorbed penetration energy, F,,,. Because, over the
The force-deformation diagram obtained in these
range of velocities used in this test, the striker ve-
tests records the behaviour under impact of the
locity has a relatively small influence on the
specimen from which several features of the behav-
viscoelastic behaviour of plastics, a decrease in
iour of the material may be inferred.
striker velocity of 20 % is acceptable. This require-
ment is met by falling-dart machines and pendulums
For example, the fracture may be “brittle”,
“ductile”, “tough” or characterized by initial dam-
age or by crack initiation and propagation. In addi-
340,
ma----
tion, dynamic effects may be present such as load .
d-0
cell/indenter resonance, specimen resonance and
initial contact/inertia peaks (see annex A).
where
In all cases, care must be exercised in analysing
m is the falling mass, in kilograms;
these features because the operative mechanism
due to gravity
and the trains of inference are not yet fully estab- is the acceleration
c!T
lished and are the subject of continuing research. (9,81 m/s*);
2) To be published.
---------------------- Page: 4 ----------------------
IS0 6603=2:1989(E)
is the height of fall, in metres; 5.2 instruments for measuring force and
distance
is the total penetration energy, in joules.
4 ot
If a falling-dart system is used, it shall be capable
The electronic devices for measuring force and dis-
of holding and releasing a weighted striker such that
tance shall be chosen such that the force and dis-
the striker falls constrained by guide(s). The fall
tance can be measured to within 5 %.
shall be largely without friction or losses through
windage. Any friction shall be considered in the cal-
EXAMPLE - If the resolution of an electronic device
culations.
is 0,4 % of full-scale deflection (FSD) and the meas-
ured value in a test is 20 % of FSD, then the resol-
NOTE 4 In many cases, a weighted striker with a total
ution for the test is 2 %.’
mass of 20 kg has been found to be sufficient for the
larger striker and of 5 kg for the smaller striker (see
Because of the very short time to failure (tr) of the
5.1.2).
test specimen during the test, only electronic load
cells with a high natural frequency shall be used.
Velocity-measuring sensors shall be placed close to
the point of impact to compensate for the effects of
The shortest failure time tfmin measurable by the
friction.
apparatus shall be as given ‘by
With hydraulically driven high-speed tensile-testing
machines, any deviation of the velocity during im- ffpin a
f dev
pact shall be proven, e.g. by recording the
distance-time curve and checking its slope.
is the natural frequency of the test device
where fdev
(striker plus load cell).
5.1.2 Striker
For the bandwidth btot of the amplifier train (direct
current or carrier frequency amplifier) with a lower
The preferred striker has a polished hardened
bandwidth limit of 0 Hz, the following applies by
hemispherical striking surface of diameter 20 mm
analogy:
+ 0,2 mm. Alternatively, a 10 mm zf: 0,l mm diam-
eter striking surface may be used. The striker shall
be constructed of steel.
The load cell on the striker shall be mounted as
where
close as possible to the tip to minimize all extrane-
ous forces. An example is shown in figure 4.
tot =
The resonant frequency of the combination of striker
and load cell shall be higher than that specified in
5.2.
bj being the bandwidth of thejth component am-
plifier.
5.1.3 Test specimen support
The deformation of the specimen in the direction of
penetration can be determined directly with an
A hollow steel cylinder of internal diameter
electronic transducer, yielding a
thus force-
40 mm & 2 mm and minimum height 12 mm shall
deformation diagram. It is also possible to use a
be used. The support shall be placed on a solid base
force-time diagram and calculate the deformation in
and shall be designed such that air cannot be
accordance with clause 8.
trapped under the test specimen, thus avoiding a
NOTES
possible spring effect. Below the support, enough
space shall be available as stopping distance for the
such a measurement tr ain is a piezo-
6 An ex ample of
striker after total penetration of the test specimen.
load cell mounted between the striker and the shaft (see
figure 4) and connected to a charge amplifier.
5.1.4 Clamping device (optional)
7 In the testing of very brittle products, elastic impact
may cause resonant oscil ations in the load cell and make
A two-piece annular specimen clamp having an in-
it difficult to interpret the force-deform ation curve. In this
side diameter of 40 mm + 2 mm is recommended
case it can be useful to insert a low-pass filter between
(see figure 5). Pneumatically operated clamps have
the force signal amplifier and the recorder, although the
measurements is thereby reduced.
been successfully employed. If a clamping device is accuracy of the
used, ensure that no slippage occurs.
If a filter is used, the type of filter and its essential
characteristics shall be reported in the test report
NOTE 5 The results for clamped and unclamped speci-
[see clause 9 e)].
mens are likely to be different.
---------------------- Page: 5 ----------------------
IS0 6603=2:1989(E)
6.4 Conditioning of test specimens
5.3 Thickness gauge

This shall permit the thickness of test specimens to The test specimens shall be conditioned as required

be measured to within + 0,Ol mm. by the specifications for the material concerned or

as agreed upon by the interested parties. Otherwise,
select the most appropriate conditions from IS0 291.
7 Procedure
6 Test specimens
7.1 Test atmosphere
Conduct the test in one of the standard atmospheres
6.1 Preparation of test specimens
specified in IS0 291.
The test specimens shall be prepared in accordance
NOTE 8 The test can also be conducted at temperatures
with the instructions in the relevant International
other than room temperature. The method of cooling or
Standard, or in accordance with the specifications
heating the test specimen may influence the result, but is
for the
...

SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 6603-2:1996
01-junij-1996
3ROLPHUQLPDWHULDOL8JRWDYOMDQMHYHþRVQHXGDUQHRGSRUQRVWLWRJLKSROLPHUQLK
PDWHULDORYGHO,QVWUXPHQWDOQDPHWRGD

Plastics -- Determination of multiaxial impact behaviour of rigid plastics -- Part 2:

Instrumented puncture test
Plastiques -- Détermination du comportement des plastiques rigides sous un choc
multiaxial -- Partie 2: Essai par perforation instrumentée
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 6603-2:1989
ICS:
83.080.01 Polimerni materiali na Plastics in general
splošno
SIST ISO 6603-2:1996 en

2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

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SIST ISO 6603-2:1996
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SIST ISO 6603-2:1996
INTERNATIONAL
STANDARD
First edition
1989-12-15
Plastics - Determination of multiaxial impact
behaviour of rigid plastics -
Part 2 :
Instrumented puncture test
Plastiques - Dbtermination du comportement des plasfiques rigides
sous un choc multiaxial -
Par-tie 2 : Essai par perforation instrumentee
Reference number
IS0 6603-2: 1989(E)
---------------------- Page: 3 ----------------------
SIST ISO 6603-2:1996
IS0 6603-2: 1989(E)
Foreword
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide
federation of national standards bodies (IS0 member bodies). The work
of preparing International Standards is normally carried out through IS0
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, govern-
mental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the
work. IS0 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 approval before their acceptance
as International Standards by the IS0 Council. They are approved in
accordance with IS0 procedures requiring at least 75 % approval by the
member bodies voting.
International Standard IS0 6603-2 was prepared by Technical Committee
ISO/TC 61, Plastics.
IS0 6603 consists of the following parts, under the general title
Determination of multiaxial impact behaviour of rigid
Plastics -
plastics:
- Part I: Falling dart method
- Part 2: Instrumented puncture test
Annexes A and B and C and D of this part of IS0 6603 are for information
only.
0 IS0 1989

All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form

or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without

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International Organization for Standardization
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Printed in Switzerland
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SIST ISO 6603-2:1996
INTERNATIONAL STANDARD IS0 6603=2:1989(E)
- Determination of multiaxial impact behaviour of
Plastics
rigid plastics -
Part 2 :
Instrumented puncture test
tested if the equipment is suitable, but the test then falls
1 scope
outside the scope of this part of IS0 6603.
1.1 This part of IS0 6603 specifies a method for the
1.4 The test results are comparable only if the
determination of the multiaxial impact behaviour of
conditions of the preparation of the specimens, their
rigid plastics in the form of flat test specimens, such
dimensions and surfaces as well as the testing con-
as discs and squares, moulded directly or cut from
ditions are the same. In particular, results deter-
sheets.
mined on test specimens of different thicknesses
cannot be compared with one another. Comprehen-
This test is used for the characterization of plastic
sive evaluation of the reaction to impact stress re-
sheeting or mouldings under the impact of a striker
quires that determinations be made as a function of
applied at a right angle to the plane of the sheet.
deformation rate and temperature for different ma-
terials variables, such as crystallinity and moisture
Different test parameters are specified depending
content. The impact behaviour of finished products
on the geometry of the striker.
cannot be predicted directly from this test, but
specimens may be taken from finished products for
tests by this method.
1.2 IS0 6603-V) can be used if it is sufficient to
characterize the impact behaviour of plastics by an
impact-failure energy. This part of IS0 6603 is for
use if a force-deformation or force-time diagram re-
2 Normative references
corded at practically constant striker velocity is
necessary for characterization of the impact behav-
The following standards contain provisions which,
iour.
through reference in this text, constitute provisions
of this part of IS0 6603. At the time of publication,
This applies if:
the editions indicated were valid. All standards are
subject to revision, and parties to agreements based
measured quantities derivable only from this di-
on this part of IS0 6603 are encouraged to investi-
agram are required;
gate the possibility of applying the most recent edi-
tions of the standards indicated below. Members of
only a small number of test specimens is avail-
IEC and IS0 maintain registers of currently valid
able.
International Standards.
IS0 291:1977, Plastics - Standard atmospheres for
1.3 The test method is applicable to test speci-
conditioning and testing.
mens with a thickness between 1 mm and 4 mm.
IS0 293:1986, Plastics - Compression moulding test
For thicknesses less than 1 mm, IS0 7765-2
NOTE 1

should be used. Thicknesses greater than 4 mm may be specimens of thermoplastic materials.

1) IS0 6603-l :1985, Plastics - Determination of muitiaxiai impact behaviour of rigid plastics - Part I: Failing dart method.

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SIST ISO 6603-2:1996
IS0 6603-2:1989(E)
NOTES
IS0 294:1975, Plastics - Injection moulding test
specimens of thermoplastic materials.
2 Examples of force-deformation diagrams for tough and
brittle materials are given in figures 1 to 3, with more
IS0 2557-2: 1986, Plastics - Amorphous thermoplas-
complex behaviour being described in annex A.
tics - Preparation of test specimens with a specified
Part 2: Plates.
reversion -
3 It is not the purpose of this part of IS0 6603 to give an
interpretation of the mechanism occurring on every par-
IS0 7765.2:-*), Plastics - Film and sheeting - De-
titular point of the force-deformation diagram. These in-
terpretations are a task for scientific research.
termination of impact resistance by the free-falling-
dart method - Part 2: Instrumented puncture test.
5 Apparatus
3 Definitions
The apparatus consists of a mechanical part for ap-
For the purposes of this part of IS0 6603, the follow-
plying the test force (test device), the instruments for
ing definitions apply.
measuring the force and distance, and a thickness
gauge.
3.1 peak force, FP: The maximum force exerted by
the striker in the direction of impact during the test
5.1 Test device
(see figures 1, 2 and 3).
The essential components of the test device are: the
3.2 deformation at peak force, IP: The deformation
energy carrier (normally a falling mass, but a pneu-
at the centre of the test specimen corresponding to
matically or hydraulically or spring-assisted driven
the peak force. For materials exhibiting a peak force
mass or a pendulum-impact test device may also be
plateau, the deformation is taken at the centre of the
used), the striker, and the test specimen support
plateau (see figures 1 and 2).
(with a clamping ring, where used).
3.3 energy to peak force, I$,: The area under the
The test device shall permit the test specimen to be
force-deformation diagram bounded by the origin,
punctured at the centre at a nominally constant ve-
the peak force and the deformation at peak force
locity perpendicular to the specimen surface. The
(see figures 1, 2 and 3).
force exerted on the test specimen in the direction
of impact and the deformation of the specimen in the
3.4 total penetration energy, I&: The total energy
direction of impact shall be derivable or measurable
expended in penetrating the test specimen (see fig-
(see figure 4). Devices suitable for this test are
ures 1, 2 and 3).
falling-dart machines, pendulums with an arm long
enough for the penetration path to be regarded as
approximately linear, and high-speed tensile-testing
4 Principle
machines with suitable auxiliary attachments.
The test specimen is penetrated normal to the plane
5.1 .I Energy carrier
by a striker at a nominally uniform velocity. The re-
sulting force-deformation or force-time diagram is

electronically recorded. The test specimen may or It shall be ensured that the available impact energy

may not be clamped in position during the test. (e.g. drop energy) is large in comparison with the

absorbed penetration energy, F,,,. Because, over the
The force-deformation diagram obtained in these
range of velocities used in this test, the striker ve-
tests records the behaviour under impact of the
locity has a relatively small influence on the
specimen from which several features of the behav-
viscoelastic behaviour of plastics, a decrease in
iour of the material may be inferred.
striker velocity of 20 % is acceptable. This require-
ment is met by falling-dart machines and pendulums
For example, the fracture may be “brittle”,
“ductile”, “tough” or characterized by initial dam-
age or by crack initiation and propagation. In addi-
340,
ma----
tion, dynamic effects may be present such as load .
d-0
cell/indenter resonance, specimen resonance and
initial contact/inertia peaks (see annex A).
where
In all cases, care must be exercised in analysing
m is the falling mass, in kilograms;
these features because the operative mechanism
due to gravity
and the trains of inference are not yet fully estab- is the acceleration
c!T
lished and are the subject of continuing research. (9,81 m/s*);
2) To be published.
---------------------- Page: 6 ----------------------
SIST ISO 6603-2:1996
IS0 6603=2:1989(E)
is the height of fall, in metres; 5.2 instruments for measuring force and
distance
is the total penetration energy, in joules.
4 ot
If a falling-dart system is used, it shall be capable
The electronic devices for measuring force and dis-
of holding and releasing a weighted striker such that
tance shall be chosen such that the force and dis-
the striker falls constrained by guide(s). The fall
tance can be measured to within 5 %.
shall be largely without friction or losses through
windage. Any friction shall be considered in the cal-
EXAMPLE - If the resolution of an electronic device
culations.
is 0,4 % of full-scale deflection (FSD) and the meas-
ured value in a test is 20 % of FSD, then the resol-
NOTE 4 In many cases, a weighted striker with a total
ution for the test is 2 %.’
mass of 20 kg has been found to be sufficient for the
larger striker and of 5 kg for the smaller striker (see
Because of the very short time to failure (tr) of the
5.1.2).
test specimen during the test, only electronic load
cells with a high natural frequency shall be used.
Velocity-measuring sensors shall be placed close to
the point of impact to compensate for the effects of
The shortest failure time tfmin measurable by the
friction.
apparatus shall be as given ‘by
With hydraulically driven high-speed tensile-testing
machines, any deviation of the velocity during im- ffpin a
f dev
pact shall be proven, e.g. by recording the
distance-time curve and checking its slope.
is the natural frequency of the test device
where fdev
(striker plus load cell).
5.1.2 Striker
For the bandwidth btot of the amplifier train (direct
current or carrier frequency amplifier) with a lower
The preferred striker has a polished hardened
bandwidth limit of 0 Hz, the following applies by
hemispherical striking surface of diameter 20 mm
analogy:
+ 0,2 mm. Alternatively, a 10 mm zf: 0,l mm diam-
eter striking surface may be used. The striker shall
be constructed of steel.
The load cell on the striker shall be mounted as
where
close as possible to the tip to minimize all extrane-
ous forces. An example is shown in figure 4.
tot =
The resonant frequency of the combination of striker
and load cell shall be higher than that specified in
5.2.
bj being the bandwidth of thejth component am-
plifier.
5.1.3 Test specimen support
The deformation of the specimen in the direction of
penetration can be determined directly with an
A hollow steel cylinder of internal diameter
electronic transducer, yielding a
thus force-
40 mm & 2 mm and minimum height 12 mm shall
deformation diagram. It is also possible to use a
be used. The support shall be placed on a solid base
force-time diagram and calculate the deformation in
and shall be designed such that air cannot be
accordance with clause 8.
trapped under the test specimen, thus avoiding a
NOTES
possible spring effect. Below the support, enough
space shall be available as stopping distance for the
such a measurement tr ain is a piezo-
6 An ex ample of
striker after total penetration of the test specimen.
load cell mounted between the striker and the shaft (see
figure 4) and connected to a charge amplifier.
5.1.4 Clamping device (optional)
7 In the testing of very brittle products, elastic impact
may cause resonant oscil ations in the load cell and make
A two-piece annular specimen clamp having an in-
it difficult to interpret the force-deform ation curve. In this
side diameter of 40 mm + 2 mm is recommended
case it can be useful to insert a low-pass filter between
(see figure 5). Pneumatically operated clamps have
the force signal amplifier and the recorder, although the
measurements is thereby reduced.
been successfully employed. If a clamping device is accuracy of the
used, ensure that no slippage occurs.
If a filter is used, the type of filter and its essential
characteristics shall be reported in the test report
NOTE 5 The results for clamped and unclamped speci-
[see clause 9 e)].
mens are likely to be different.
---------------------- Page: 7 ----------------------
SIST ISO 6603-2:1996
IS0 6603=2:1989(E)
6.4 Conditioning of test specimens
5.3 Thickness gauge

This shall permit the thickness of test specimens to The test specimens shall be conditioned as required

be measured to within + 0,Ol mm. by the specifications for the material concerned or

as agreed upon by the interested parties. Otherwise,
select the most
...

NORME
INTERNATIONALE
6603-2
Première édition
1989-l 2-l 5
Plastiques - Détermination du comportement
des plastiques rigides sous un choc
multiaxial -
Partie 2 :
Essai par perforation instrumentée
Plastics - Determination of multiaxial impact behaviour of rigid
plastics -
Part 2 : Instrumented puncture test
Numéro de référence
ISO 6603-2: 1989(F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 6603=2:1989(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
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 inté-
ressé 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 I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour approbation, avant leur
acceptation comme Normes internationales par le Conseil de I’ISO. Les
Normes internationales sont approuvées conformément aux procédures
de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 6603-2 a été élaborée par le comité tech-
nique ISO/TC 61, Plastiques.
L’ISO 6603 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
- Détermination du comportement des plastiques rigi-
néral Plastiques
des sous un choc multiaxial:
Partie 1: Essai par chute de projectile
Partie 2: Essai par perforation instrumentée
Les annexes A et B et C et D de la présente partie de I’ISO 6603 sont
données uniquement à titre d’information.
0 ISO 1989

Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-

duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, 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-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 6603-2:1989(F)
Plastiques - Détermination du comportement des plastiques
rigides sous un choc multiaxial -
Partie 2 :
Essai par perforation instrumentée
1.3 La méthode d’évaluation s’applique aux
1 Domaine #application
éprouvettes dont l’épaisseur est comprise entre
1 mm et 4 mm.
NOTE 1 Pour les épaisseurs inférieures à 1 mm, on uti-
lisera I’ISO 7765-2. Les épaisseurs supérieures à 4 mm
1.1 La présente partie de I’ISO 6603 prescrit une
pourront être évaluées pour autant que le matériel le
méthode pour la détermination du comportement
permette, mais ces évaluations se situeront en dehors du
sous choc multiaxial de matières plastiques se pré-
domaine de la présente partie de I’ISO 6603.
sentant sous la forme d’échantillons plats, tels que
disques ou carrés, directement faconnés ou préle-
1.4 Les résultats d’évaluations ne seront compa-
vés dans des feuilles.
rables que si les conditions de préparation des
éprouvettes, les dimensions, l’état de surface sont
Le présent essai est utilisé pour caractériser des
identiques et que si les conditions d’évaluation sont
feuilles et objets faconnés soumis, perpendiculai-
semblables. En particulier, des résultats obtenus sur
rement à leur plan, à l’impact d’un percuteur.
des éprouvettes d’épaisseurs différentes ne pour-
ront pas être compares. Une évaluation globale du
Différents paramètres expérimentaux, fonction de la
comportement à l’impact implique que des mesures
géométrie du percuteur, sont prescrits.
soient réalisées en fonction de la vitesse de défor-
mation et de la température ainsi que de paramè-
tres caractérisant la matière elle-même tels que la
cristallinité et le degré d’humidité. Le comportement
au choc des produits finis ne peut être établi de
1.2 ISO 6603-Vest utilisée lorsque la caracté-

risation du comportement à l’impact des matières manière directe au départ de la présente méthode,

plastiques ne porte que sur l’énergie de rupture. La mais des éprouvettes peuvent être prélevées sur

produits finis pour être évaluées suivant celle-ci.
présente partie de I’ISO 6603 est utilisée lorsque la
caractérisation du comportement à l’impact repose
sur les relations force-déformation ou force-temps
2 Références normatives
à vitesse de percuteur pratiquement constante.
Ceci s’applique lorsque Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite,

- les grandeurs demandées ne peuvent être dé- constituent des dispositions valables pour la pré-

duites que de ces relations; sente partie de I’ISO 6603. Au moment de la publi-
cation, les éditions indiquées étaient en vigueur.
Toute norme est sujette à révision et les parties
- on ne dispose que d’un nombre restreint
d’éprouvettes. prenantes des accords fondés sur la présente partie

1) ISO 6603: 1985, Plastiques - Détermination du comportement des plastiques rigides sous un choc multiaxial -

Partie 1: Essai par chute de projectile.
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 6603=2:1989(F)
de I’ISO 6603 sont invitées à rechercher la possi-
La relation force-déformation établie permet de dé-

bilité d’appliquer les éditions les plus récentes des finir le comportement au choc de l’éprouvette et de

normes indiquées ci-après. Les membres de la CEI
déduire différentes grandeurs caractéristiques du

et de I’ISO possèdent le registre des Normes inter- matériau. Par exemple, la rupture peut être

nationales en vigueur à un moment donné. ~~fragile~~, ~~ductile~~, &és ductile),: elle peut se pro-

duire par déchirure immédiate ou par initiation de

ISO 291:1977, Plastiques - Atmosphères normales fissure et propagation. De plus, des effets dynami-

de conditionnement et d’essai. ques peuvent avoir lieu, tels des phénomènes de
résonance au niveau du percuteur, de l’éprouvette

ISO 293:1986, Plastiques - Moulage par compres- ou tels que des pics d’inertie lors du contact initial

sion des éprouvettes en matières thermoplastiques.
(voir annexe A). Dans tous les cas, une certaine
prudence s’impose lors de l’exploitation des résul-
ISO 294:1975, Matières plastiques - Moulage par in-
tats: en effet, le mécanisme même de rupture, avec

jection des éprouvettes en matières thermoplasti- toutes les interférences possibles, n’est pas en-

ques. tierement connu et fait encore l’objet de recherches.
NOTES
ISO 2557-2: 1986, Plastiques - Thermoplastiques
amorphes - Préparation des éprouvettes à niveau
2 Des exemples de graphiques force-déformation pour
de retrait spécifié - Partie 2: Plaques.
des matériaux très ductiles et fragiles sont donnés aux
figures 1 à 3; des comportements plus complexes sont
ISO 7765-2: -*), Film et feuille de plastiques - Déter-
décrits à l’annexe A.
mination de la résistance au choc par la méthode en

chute libre - Partie 2: Essai avec appareil de perfo- 3 II n’est pas du domaine de la présente partie de

I’ISO 6603 de donner une interprétation des mécanismes
ration.
relatifs ZI chaque point particulier des graphiques force-
déformation. Une telle interprétation relève de la recher-
che scientifique.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 6603,
5 Appareillage
les définitions suivantes s’appliquent.
L’appareillage consiste en un dispositif mécanique
3.1 force de pointe, I$: Force maximale par le per-
pour application de la force d’essai (appareil d’es-
cuteur dans la direction du choc au cours de l’essai
sai), des instruments de mesure de la force et de la
(voir figures 1, 2 et 3).
distance et d’une jauge d’épaisseur.
3.2 déformation à la force de pointe, $: Déformation
5.1 Appareil d’essai
produite au centre de l’éprouvette et correspondant
à la force de pointe. Pour les matériaux présentant
Les principales composantes de l’appareil sont: la
une force de pointe en plateau, la déformation sera
source énergétique (normalement une masse tom-
prise au centre du plateau (voir figures 1 et 2).
bante mais également une masse mue pneumati-
quement, hydrauliquement ou au moyen d’un
3.3 énergie à la force de pointe, Ep: Aire de la sur-
ressort ou un appareil de choc pendulaire), le per-
face comprise sous la courbe force-déformation et
cuteur, le support pour éprouvette avec un dispositif
limitée par l’origine, la force de pointe et la défor-
annulaire (facultatif).
mation à la force de pointe (voir figures 1, 2 et 3).
L’appareil doit permettre une pénétration de
3.4 énergie totale de pénétration, E& Énergie to-
l’éprouvette en son centre à une vitesse nominale
tale développée lors de la pénétration de I’éprou-
constante perpendiculaire à la surface. La force im-
vette (voir figures 1, 2 et 3).
primée à l’éprouvette suivant la direction de l’im-
pact ainsi que la déformation dans cette direction
doivent pouvoir être déduites ou mesurées (voir fi-
4 Principe
gure 4).

L’éprouvette est sollicitée perpendiculairement à Des appareils convenant pour l’évaluation sont les

son plan par un percuteur se mouvant à une vitesse machines a masse tombante, les machines

nominale uniforme. La relation résultante force- pendulaires à bras suffisamment long pour qu’on

déformation ou force-temps est enregistrée électro- puisse considérer que la course de pénétration est

niquement. L’éprouvette peut être fixée ou rectiligne ou les machines de traction à grande vi-

maintenue libre pendant l’essai. tesse pourvues des accessoires requis.
2) À publier.
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 6603=2:1989(F)
La fréquence de resonance du couple percuteur-
5.1 .l Source énergétique
jauge de force doit être supérieure telle que pres-
crite en 5.2.
II est nécessaire que l’énergie d’impact disponible
(par exemple l’énergie de chute) soit grande en
comparaison de l’énergie totale de pénétration,
5.1.3 Support pour éprouvette
A!&,~. Étant donné que l’influence de la vitesse d’essai
(dans la gamme de vitesses utilisees pour ce type
On doit utiliser un cylindre d’acier, d’un diamètre
d’essais) sur le comportement viscoélastique des
intérieur de 40 mm + 2 mm et d’une hauteur mi-
matières plastiques est relativement faible, une
nimum de 12 mm. Le support doit reposer sur une
chute de vitesse du percuteur de 20 % est admise.
base ferme et doit être conçu de manière telle qu’on
Cette tolérance est vérifiée pour les machines à
n’emprisonne pas l’air compris sous l’éprouvette et
masse tombante ou pendulaires si
qu’on ne provoque pas d’effets de rebondissement.
On doit prévoir un espace suffisant en dessous du
34 t
ma2
. support pour arrêter la course du percuteur après
gh 0
pénétration totale de l’éprouvette.
5.1.4 Dispositif de fixation (facultatif)
m est la masse tombante, en kilogrammes;
II est recommandé d’utiliser un dispositif de fixation
est l’accélération due à la pesanteur
annulaire, en deux piéces, d’un diamètre intérieur
(9,81 m/s*);
de 40 mm + 2 mm (voir figure 5). Une mise en

est la hauteur de chute, en mètres; œuvre pneumatique du dispositif s’est avérée effi-

cace. Le dispositif de fixation ne doit permettre
est I’énergi e totale de pénétration, en
4 0t aucun glissement de l’éprouvette.
joui es.
NOTE 5 Les résultats obtenus avec éprouvettes libres
Un système à dard tombant comprend un appareil
et fixées seront vraisemblablement différents.
capable de maintenir et de lâcher un percuteur pe-
sant, celui-ci étant guidé dans sa chute. La chute
doit se faire librement, pratiquement sans friction
et sans déviation de trajectoire. Il est tenu compte,
dans les calculs, de tout effet de frottement.
NOTE 4 L’expérience a montré que des percuteurs de
5.2 Jauges pour la mesure de la force et de
20 kg et 5 kg convenaient dans la plupart des cas comme
la distance
limites supérieure et inférieure, (voir 51.2).
Les dispositifs de mesure électronique seront choi-
Les jauges de vitesse doivent être placées à proxi-
sis de manière telle que les forces et distances
mité du point d’impact de sorte que les effets de
soient déterminées à 5 % près.
friction sont automatiquement pris en consideration.
EXEMPLE - Si la résolution de l’appareillage élec-
Pour les machines de traction à grande vitesse
tronique est de 0,4 % de l’échelle totale et la valeur
mues hydrauliquement, toute variation de la vitesse
mesurée pour l’essai est égale à 20 O/a de l’échelle
pendant le choc doit être établie, à l’aide, par
totale, alors la résolution de l’essai est 2 %.
d’un enregistrement de la courbe
exemple,
distance-temps et du contrôle de la pente.
En raison de la brièveté du temps de rupture (&) on
ne doit utiliser que des jauges de force électroni-
ques à fréquence naturelle élevée. Le temps de
rupture le plus court tfrni,, mesurable satisfait à
[f,min 2
51.2 Percuteur
f dev
Le percuteur recommandé est pourvu d’une tête
où fdev est la fréquence naturelle du dispositif de
hémisphérique de 20 mm + 0,2 mm de diamétre,
mesure (percuteur plus jauge de force).
polie et durcie; en alternative, un percuteur à tête
Pour la largeur de bande btot du système d’amplifï-
hémisphérique de 10 mm + 0,l mm peut être uti-
cation (à courant continu ou à porteur de fréquence)
lisé. Le percuteur doit être en acier.
avec limite inférieure de largeur de bande de 0 Hz,
La jauge de force équipant le percuteur doit être
on a par analogie
montée aussi près que possible de la pointe de
manière à minimiser les forces parasites. Un exem-
ple est donné à la figure 4.
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 6603=2:1989(F)
des feuilles de grande dimension doivent être ré-
parties aussi uniformément que possible sur l’en-
n 1 -+
semble de la surface. Les zones marginales
tot =
inhomogénes ne doivent pas être retenues. Si un
j=l j
( >
nombre élevé d’éprouvettes est requis, par exemple
pour déterminer l’influence de la température sur
bj est la largeur de bande dujème composant de
les grandeurs mesurées, l’échantillonnage doit être
la chaîne d’amplification.
effectué conformément aux règles statistiques.
La déformation de l’éprouvette dans le sens de la
pénétration peut être mesurée directement par 6.2 Éprouvettes recommandées
capteur électronique, conduisant à un graphique

force-déformation. II est possible également d’éta- Les éprouvettes recommandées doivent se présen-

blir un graphique force-temps et de calculer la dé- ter sous la forme de disques de 60 mm + 2 mm

de diamètre ou de carrés de 60 mm + 2-mm de
formation comme indiqué dans l’article 8.
coté. Pour les matériaux destinés à l’injection ou à
NOTES
I’extrusion, les éprouvettes recommandées doivent
avoir une épaisseur de 2 mm + 0,l mm et doivent
6 Un exemple d’un tel dispositif de mesure est donné
être réalisées à partir de feuilles moulées dans les
par une jauge de force piezo-montée entre la tête et le
conditions décrites dans I’ISO 293, I’ISO 294 ou
corps du percuteur (voir figure 4) et raccordée à un
I’ISO 2557-2 ou conformément aux accords pris
amplificateur de charge.
entre les parties intéressées. Dans le cas des

7 Lors de l’évaluation de matériaux très fragiles, les feuilles, l’épaisseur doit être celle de la feuille éva-

chocs élastiques peuvent induire, dans la jauge de force,
luée.
des oscilliations de résonance, ce qui rend l’interprétation
des courbes force-déformation difficile.
Si l’épaisseur d’une éprouvette individuelle s’écarte
de plus de 5 % de l’épaisseur moyenne d’un lot
Dans ce cas, il peut être utile d’interposer un filtre entre
correspondant à un même échantillon, cette éprou-
l’amplificateur du signal de force et l’enregistreur, mais
vette doit être éliminée et remplacée par une autre.
ceci réduit la précision des mesures.
Lorsqu’un filtre est utilisé, son type et ses princi-
6.3 Nombre d’éprouvettes
pales caractéristiques doivent être mentionnés,
dans le rapport d’essai [voir article 9 e)].
Lorsque les évaluations sont réalisées dans des
conditions uniques, le nombre d’éprouvettes requis
est d’au moins cinq et, dans le cas d’un arbitrage,
5.3 Jauge d’épaisseur
de 10 exactement. Lorsque les évaluations sont ré-
alisées en fonction de la température, de l’humidité
Cette jauge doit permettre de déterminer I’épais-
relative ou d’autres paramètres, cinq éprouvettes
seur des éprouvettes à Ifr 0,Ol mm.
par point de mesure sont suffisantes.
6.4 Conditionnement des éprouvettes
6 Éprouvettes
Les éprouvettes doivent être conditionnées confor-
mément aux spécifications propres au matériau ou
conformément aux accords pris entre les parties in-
6.1 Préparation des éprouvettes
téressées. Dans les autres cas, on doit choisir les
conditions les plus adéquates de I’ISO 291.
Les éprouvettes doivent être préparées conforme-
ment aux instructions des Normes internationales
appropriées, ou conformément aux spécifications
relatives au matériau essayé ou encore comme
7 Mode opératoire
convenu de commun accord entre les parties inté-
ressées.
7.1 Milieu d’essai
En l’absence de telles spécifications, les éprou-
vettes pourront être préparées soit directement en
Effectuer l’essai dans un des milieux d’essai nor-
utilisant les méthodes décrites en 6.2 , soit par usi-
malis& présentés dans I’ISO 291.
nage. Les éprouvettes pourront indifféremment être
préparées par découpage ou poinconnage, étant
NOTE 8 L’évaluation peut se faire à d’autres tempéra-
donné que les bords ne jouent aucu’n rôle critique.
tures que la température ambiante. Le mode de refroi-
Toutefois, les faces des éprouvettes ne doivent pré-
dissement ou de réchauffement de l’éprouvette peut avoir
senter aucune altération susceptible de provoquer
‘une influence sur les résultats; il ne fait pas l’objet de la

un effet d’entaille. Les éprouvettes prélevées dans présente partie de I’ISO 6603.

---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 6603=2:1989(F)
5.1 .l Source énergétique La fréquence de résonance du couple percuteur-
jauge de force doit être supérieure telle que pres-
II est nécessaire que l’énergie d’impact disponible crite en 5.2.
(par exemple l’énergie de chute) soit grande en
comparaison de l’énergie totale de pénétration,
51.3 Support pour éprouvette
bot. Étant donné que l’influence de la vitesse d’essai
(dans la gamme de vitesses utilisées pour ce type
On doit utiliser un cylindre d’acier, d’un diamètre
d’essais) sur le comportement viscoélastique des
intérieur de 40 mm + 2 mm et d’une hauteur mi-
matières plastiques est relativement faible, une
nimum de 12 mm. Le support doit reposer sur une
chute de vitesse du percuteur de 20 O/o est admise.
base ferme et doit être concu de manière telle qu’on
Cette tolérance est vérifiée pour les machines à
n’emprisonne pas l’air compris sous l’éprouvette et
masse tombante ou pendulaires si
qu’on ne provoque pas d’effets de rebondissement.
On doit prévoir un espace suffisant en dessous du
34 ot
ma-------
support pour arrêter la course du percuteur après
pénétration totale de l’éprouvette.
5.1.4 Dispositif de fixation (facultatif)
est la masse tombante, en kilogrammes;
Il est recommandé d’utiliser un dispositif de fixation
est l’accélération due à la pesanteur
annulaire, en deux pièces, d’un diamètre intérieur
(9,81 m/s*);
de 40 mm + 2 mm (voir figure 5). Une mise en
œuvre pneumatique du dispositif s’est avérée effï-
h est la hauteur de chute, en métres;
cace. Le dispositif de fixation ne doit permettre
est l’énergie totale de pénétration, en
aucun glissement de l’éprouvette.
4 ot
joules.
NOTE 5 Les résultats obtenus av
...

NORME
INTERNATIONALE
6603-2
Première édition
1989-l 2-l 5
Plastiques - Détermination du comportement
des plastiques rigides sous un choc
multiaxial -
Partie 2 :
Essai par perforation instrumentée
Plastics - Determination of multiaxial impact behaviour of rigid
plastics -
Part 2 : Instrumented puncture test
Numéro de référence
ISO 6603-2: 1989(F)
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ISO 6603=2:1989(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération
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 inté-
ressé 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 I’ISO participent également aux tra-
vaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique
internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotech-
nique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techni-
ques sont soumis aux comités membres pour approbation, avant leur
acceptation comme Normes internationales par le Conseil de I’ISO. Les
Normes internationales sont approuvées conformément aux procédures
de I’ISO qui requièrent l’approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
La Norme internationale ISO 6603-2 a été élaborée par le comité tech-
nique ISO/TC 61, Plastiques.
L’ISO 6603 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre gé-
- Détermination du comportement des plastiques rigi-
néral Plastiques
des sous un choc multiaxial:
Partie 1: Essai par chute de projectile
Partie 2: Essai par perforation instrumentée
Les annexes A et B et C et D de la présente partie de I’ISO 6603 sont
données uniquement à titre d’information.
0 ISO 1989

Droits de reproduction réservés. Aucune partie de cette publication ne peut être repro-

duite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, 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-121 1 Genève 20 l Suisse
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 2 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 6603-2:1989(F)
Plastiques - Détermination du comportement des plastiques
rigides sous un choc multiaxial -
Partie 2 :
Essai par perforation instrumentée
1.3 La méthode d’évaluation s’applique aux
1 Domaine #application
éprouvettes dont l’épaisseur est comprise entre
1 mm et 4 mm.
NOTE 1 Pour les épaisseurs inférieures à 1 mm, on uti-
lisera I’ISO 7765-2. Les épaisseurs supérieures à 4 mm
1.1 La présente partie de I’ISO 6603 prescrit une
pourront être évaluées pour autant que le matériel le
méthode pour la détermination du comportement
permette, mais ces évaluations se situeront en dehors du
sous choc multiaxial de matières plastiques se pré-
domaine de la présente partie de I’ISO 6603.
sentant sous la forme d’échantillons plats, tels que
disques ou carrés, directement faconnés ou préle-
1.4 Les résultats d’évaluations ne seront compa-
vés dans des feuilles.
rables que si les conditions de préparation des
éprouvettes, les dimensions, l’état de surface sont
Le présent essai est utilisé pour caractériser des
identiques et que si les conditions d’évaluation sont
feuilles et objets faconnés soumis, perpendiculai-
semblables. En particulier, des résultats obtenus sur
rement à leur plan, à l’impact d’un percuteur.
des éprouvettes d’épaisseurs différentes ne pour-
ront pas être compares. Une évaluation globale du
Différents paramètres expérimentaux, fonction de la
comportement à l’impact implique que des mesures
géométrie du percuteur, sont prescrits.
soient réalisées en fonction de la vitesse de défor-
mation et de la température ainsi que de paramè-
tres caractérisant la matière elle-même tels que la
cristallinité et le degré d’humidité. Le comportement
au choc des produits finis ne peut être établi de
1.2 ISO 6603-Vest utilisée lorsque la caracté-

risation du comportement à l’impact des matières manière directe au départ de la présente méthode,

plastiques ne porte que sur l’énergie de rupture. La mais des éprouvettes peuvent être prélevées sur

produits finis pour être évaluées suivant celle-ci.
présente partie de I’ISO 6603 est utilisée lorsque la
caractérisation du comportement à l’impact repose
sur les relations force-déformation ou force-temps
2 Références normatives
à vitesse de percuteur pratiquement constante.
Ceci s’applique lorsque Les normes suivantes contiennent des dispositions
qui, par suite de la référence qui en est faite,

- les grandeurs demandées ne peuvent être dé- constituent des dispositions valables pour la pré-

duites que de ces relations; sente partie de I’ISO 6603. Au moment de la publi-
cation, les éditions indiquées étaient en vigueur.
Toute norme est sujette à révision et les parties
- on ne dispose que d’un nombre restreint
d’éprouvettes. prenantes des accords fondés sur la présente partie

1) ISO 6603: 1985, Plastiques - Détermination du comportement des plastiques rigides sous un choc multiaxial -

Partie 1: Essai par chute de projectile.
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 6603=2:1989(F)
de I’ISO 6603 sont invitées à rechercher la possi-
La relation force-déformation établie permet de dé-

bilité d’appliquer les éditions les plus récentes des finir le comportement au choc de l’éprouvette et de

normes indiquées ci-après. Les membres de la CEI
déduire différentes grandeurs caractéristiques du

et de I’ISO possèdent le registre des Normes inter- matériau. Par exemple, la rupture peut être

nationales en vigueur à un moment donné. ~~fragile~~, ~~ductile~~, &és ductile),: elle peut se pro-

duire par déchirure immédiate ou par initiation de

ISO 291:1977, Plastiques - Atmosphères normales fissure et propagation. De plus, des effets dynami-

de conditionnement et d’essai. ques peuvent avoir lieu, tels des phénomènes de
résonance au niveau du percuteur, de l’éprouvette

ISO 293:1986, Plastiques - Moulage par compres- ou tels que des pics d’inertie lors du contact initial

sion des éprouvettes en matières thermoplastiques.
(voir annexe A). Dans tous les cas, une certaine
prudence s’impose lors de l’exploitation des résul-
ISO 294:1975, Matières plastiques - Moulage par in-
tats: en effet, le mécanisme même de rupture, avec

jection des éprouvettes en matières thermoplasti- toutes les interférences possibles, n’est pas en-

ques. tierement connu et fait encore l’objet de recherches.
NOTES
ISO 2557-2: 1986, Plastiques - Thermoplastiques
amorphes - Préparation des éprouvettes à niveau
2 Des exemples de graphiques force-déformation pour
de retrait spécifié - Partie 2: Plaques.
des matériaux très ductiles et fragiles sont donnés aux
figures 1 à 3; des comportements plus complexes sont
ISO 7765-2: -*), Film et feuille de plastiques - Déter-
décrits à l’annexe A.
mination de la résistance au choc par la méthode en

chute libre - Partie 2: Essai avec appareil de perfo- 3 II n’est pas du domaine de la présente partie de

I’ISO 6603 de donner une interprétation des mécanismes
ration.
relatifs ZI chaque point particulier des graphiques force-
déformation. Une telle interprétation relève de la recher-
che scientifique.
3 Définitions
Pour les besoins de la présente partie de I’ISO 6603,
5 Appareillage
les définitions suivantes s’appliquent.
L’appareillage consiste en un dispositif mécanique
3.1 force de pointe, I$: Force maximale par le per-
pour application de la force d’essai (appareil d’es-
cuteur dans la direction du choc au cours de l’essai
sai), des instruments de mesure de la force et de la
(voir figures 1, 2 et 3).
distance et d’une jauge d’épaisseur.
3.2 déformation à la force de pointe, $: Déformation
5.1 Appareil d’essai
produite au centre de l’éprouvette et correspondant
à la force de pointe. Pour les matériaux présentant
Les principales composantes de l’appareil sont: la
une force de pointe en plateau, la déformation sera
source énergétique (normalement une masse tom-
prise au centre du plateau (voir figures 1 et 2).
bante mais également une masse mue pneumati-
quement, hydrauliquement ou au moyen d’un
3.3 énergie à la force de pointe, Ep: Aire de la sur-
ressort ou un appareil de choc pendulaire), le per-
face comprise sous la courbe force-déformation et
cuteur, le support pour éprouvette avec un dispositif
limitée par l’origine, la force de pointe et la défor-
annulaire (facultatif).
mation à la force de pointe (voir figures 1, 2 et 3).
L’appareil doit permettre une pénétration de
3.4 énergie totale de pénétration, E& Énergie to-
l’éprouvette en son centre à une vitesse nominale
tale développée lors de la pénétration de I’éprou-
constante perpendiculaire à la surface. La force im-
vette (voir figures 1, 2 et 3).
primée à l’éprouvette suivant la direction de l’im-
pact ainsi que la déformation dans cette direction
doivent pouvoir être déduites ou mesurées (voir fi-
4 Principe
gure 4).

L’éprouvette est sollicitée perpendiculairement à Des appareils convenant pour l’évaluation sont les

son plan par un percuteur se mouvant à une vitesse machines a masse tombante, les machines

nominale uniforme. La relation résultante force- pendulaires à bras suffisamment long pour qu’on

déformation ou force-temps est enregistrée électro- puisse considérer que la course de pénétration est

niquement. L’éprouvette peut être fixée ou rectiligne ou les machines de traction à grande vi-

maintenue libre pendant l’essai. tesse pourvues des accessoires requis.
2) À publier.
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ISO 6603=2:1989(F)
La fréquence de resonance du couple percuteur-
5.1 .l Source énergétique
jauge de force doit être supérieure telle que pres-
crite en 5.2.
II est nécessaire que l’énergie d’impact disponible
(par exemple l’énergie de chute) soit grande en
comparaison de l’énergie totale de pénétration,
5.1.3 Support pour éprouvette
A!&,~. Étant donné que l’influence de la vitesse d’essai
(dans la gamme de vitesses utilisees pour ce type
On doit utiliser un cylindre d’acier, d’un diamètre
d’essais) sur le comportement viscoélastique des
intérieur de 40 mm + 2 mm et d’une hauteur mi-
matières plastiques est relativement faible, une
nimum de 12 mm. Le support doit reposer sur une
chute de vitesse du percuteur de 20 % est admise.
base ferme et doit être conçu de manière telle qu’on
Cette tolérance est vérifiée pour les machines à
n’emprisonne pas l’air compris sous l’éprouvette et
masse tombante ou pendulaires si
qu’on ne provoque pas d’effets de rebondissement.
On doit prévoir un espace suffisant en dessous du
34 t
ma2
. support pour arrêter la course du percuteur après
gh 0
pénétration totale de l’éprouvette.
5.1.4 Dispositif de fixation (facultatif)
m est la masse tombante, en kilogrammes;
II est recommandé d’utiliser un dispositif de fixation
est l’accélération due à la pesanteur
annulaire, en deux piéces, d’un diamètre intérieur
(9,81 m/s*);
de 40 mm + 2 mm (voir figure 5). Une mise en

est la hauteur de chute, en mètres; œuvre pneumatique du dispositif s’est avérée effi-

cace. Le dispositif de fixation ne doit permettre
est I’énergi e totale de pénétration, en
4 0t aucun glissement de l’éprouvette.
joui es.
NOTE 5 Les résultats obtenus avec éprouvettes libres
Un système à dard tombant comprend un appareil
et fixées seront vraisemblablement différents.
capable de maintenir et de lâcher un percuteur pe-
sant, celui-ci étant guidé dans sa chute. La chute
doit se faire librement, pratiquement sans friction
et sans déviation de trajectoire. Il est tenu compte,
dans les calculs, de tout effet de frottement.
NOTE 4 L’expérience a montré que des percuteurs de
5.2 Jauges pour la mesure de la force et de
20 kg et 5 kg convenaient dans la plupart des cas comme
la distance
limites supérieure et inférieure, (voir 51.2).
Les dispositifs de mesure électronique seront choi-
Les jauges de vitesse doivent être placées à proxi-
sis de manière telle que les forces et distances
mité du point d’impact de sorte que les effets de
soient déterminées à 5 % près.
friction sont automatiquement pris en consideration.
EXEMPLE - Si la résolution de l’appareillage élec-
Pour les machines de traction à grande vitesse
tronique est de 0,4 % de l’échelle totale et la valeur
mues hydrauliquement, toute variation de la vitesse
mesurée pour l’essai est égale à 20 O/a de l’échelle
pendant le choc doit être établie, à l’aide, par
totale, alors la résolution de l’essai est 2 %.
d’un enregistrement de la courbe
exemple,
distance-temps et du contrôle de la pente.
En raison de la brièveté du temps de rupture (&) on
ne doit utiliser que des jauges de force électroni-
ques à fréquence naturelle élevée. Le temps de
rupture le plus court tfrni,, mesurable satisfait à
[f,min 2
51.2 Percuteur
f dev
Le percuteur recommandé est pourvu d’une tête
où fdev est la fréquence naturelle du dispositif de
hémisphérique de 20 mm + 0,2 mm de diamétre,
mesure (percuteur plus jauge de force).
polie et durcie; en alternative, un percuteur à tête
Pour la largeur de bande btot du système d’amplifï-
hémisphérique de 10 mm + 0,l mm peut être uti-
cation (à courant continu ou à porteur de fréquence)
lisé. Le percuteur doit être en acier.
avec limite inférieure de largeur de bande de 0 Hz,
La jauge de force équipant le percuteur doit être
on a par analogie
montée aussi près que possible de la pointe de
manière à minimiser les forces parasites. Un exem-
ple est donné à la figure 4.
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ISO 6603=2:1989(F)
des feuilles de grande dimension doivent être ré-
parties aussi uniformément que possible sur l’en-
n 1 -+
semble de la surface. Les zones marginales
tot =
inhomogénes ne doivent pas être retenues. Si un
j=l j
( >
nombre élevé d’éprouvettes est requis, par exemple
pour déterminer l’influence de la température sur
bj est la largeur de bande dujème composant de
les grandeurs mesurées, l’échantillonnage doit être
la chaîne d’amplification.
effectué conformément aux règles statistiques.
La déformation de l’éprouvette dans le sens de la
pénétration peut être mesurée directement par 6.2 Éprouvettes recommandées
capteur électronique, conduisant à un graphique

force-déformation. II est possible également d’éta- Les éprouvettes recommandées doivent se présen-

blir un graphique force-temps et de calculer la dé- ter sous la forme de disques de 60 mm + 2 mm

de diamètre ou de carrés de 60 mm + 2-mm de
formation comme indiqué dans l’article 8.
coté. Pour les matériaux destinés à l’injection ou à
NOTES
I’extrusion, les éprouvettes recommandées doivent
avoir une épaisseur de 2 mm + 0,l mm et doivent
6 Un exemple d’un tel dispositif de mesure est donné
être réalisées à partir de feuilles moulées dans les
par une jauge de force piezo-montée entre la tête et le
conditions décrites dans I’ISO 293, I’ISO 294 ou
corps du percuteur (voir figure 4) et raccordée à un
I’ISO 2557-2 ou conformément aux accords pris
amplificateur de charge.
entre les parties intéressées. Dans le cas des

7 Lors de l’évaluation de matériaux très fragiles, les feuilles, l’épaisseur doit être celle de la feuille éva-

chocs élastiques peuvent induire, dans la jauge de force,
luée.
des oscilliations de résonance, ce qui rend l’interprétation
des courbes force-déformation difficile.
Si l’épaisseur d’une éprouvette individuelle s’écarte
de plus de 5 % de l’épaisseur moyenne d’un lot
Dans ce cas, il peut être utile d’interposer un filtre entre
correspondant à un même échantillon, cette éprou-
l’amplificateur du signal de force et l’enregistreur, mais
vette doit être éliminée et remplacée par une autre.
ceci réduit la précision des mesures.
Lorsqu’un filtre est utilisé, son type et ses princi-
6.3 Nombre d’éprouvettes
pales caractéristiques doivent être mentionnés,
dans le rapport d’essai [voir article 9 e)].
Lorsque les évaluations sont réalisées dans des
conditions uniques, le nombre d’éprouvettes requis
est d’au moins cinq et, dans le cas d’un arbitrage,
5.3 Jauge d’épaisseur
de 10 exactement. Lorsque les évaluations sont ré-
alisées en fonction de la température, de l’humidité
Cette jauge doit permettre de déterminer I’épais-
relative ou d’autres paramètres, cinq éprouvettes
seur des éprouvettes à Ifr 0,Ol mm.
par point de mesure sont suffisantes.
6.4 Conditionnement des éprouvettes
6 Éprouvettes
Les éprouvettes doivent être conditionnées confor-
mément aux spécifications propres au matériau ou
conformément aux accords pris entre les parties in-
6.1 Préparation des éprouvettes
téressées. Dans les autres cas, on doit choisir les
conditions les plus adéquates de I’ISO 291.
Les éprouvettes doivent être préparées conforme-
ment aux instructions des Normes internationales
appropriées, ou conformément aux spécifications
relatives au matériau essayé ou encore comme
7 Mode opératoire
convenu de commun accord entre les parties inté-
ressées.
7.1 Milieu d’essai
En l’absence de telles spécifications, les éprou-
vettes pourront être préparées soit directement en
Effectuer l’essai dans un des milieux d’essai nor-
utilisant les méthodes décrites en 6.2 , soit par usi-
malis& présentés dans I’ISO 291.
nage. Les éprouvettes pourront indifféremment être
préparées par découpage ou poinconnage, étant
NOTE 8 L’évaluation peut se faire à d’autres tempéra-
donné que les bords ne jouent aucu’n rôle critique.
tures que la température ambiante. Le mode de refroi-
Toutefois, les faces des éprouvettes ne doivent pré-
dissement ou de réchauffement de l’éprouvette peut avoir
senter aucune altération susceptible de provoquer
‘une influence sur les résultats; il ne fait pas l’objet de la

un effet d’entaille. Les éprouvettes prélevées dans présente partie de I’ISO 6603.

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ISO 6603=2:1989(F)
5.1 .l Source énergétique La fréquence de résonance du couple percuteur-
jauge de force doit être supérieure telle que pres-
II est nécessaire que l’énergie d’impact disponible crite en 5.2.
(par exemple l’énergie de chute) soit grande en
comparaison de l’énergie totale de pénétration,
51.3 Support pour éprouvette
bot. Étant donné que l’influence de la vitesse d’essai
(dans la gamme de vitesses utilisées pour ce type
On doit utiliser un cylindre d’acier, d’un diamètre
d’essais) sur le comportement viscoélastique des
intérieur de 40 mm + 2 mm et d’une hauteur mi-
matières plastiques est relativement faible, une
nimum de 12 mm. Le support doit reposer sur une
chute de vitesse du percuteur de 20 O/o est admise.
base ferme et doit être concu de manière telle qu’on
Cette tolérance est vérifiée pour les machines à
n’emprisonne pas l’air compris sous l’éprouvette et
masse tombante ou pendulaires si
qu’on ne provoque pas d’effets de rebondissement.
On doit prévoir un espace suffisant en dessous du
34 ot
ma-------
support pour arrêter la course du percuteur après
pénétration totale de l’éprouvette.
5.1.4 Dispositif de fixation (facultatif)
est la masse tombante, en kilogrammes;
Il est recommandé d’utiliser un dispositif de fixation
est l’accélération due à la pesanteur
annulaire, en deux pièces, d’un diamètre intérieur
(9,81 m/s*);
de 40 mm + 2 mm (voir figure 5). Une mise en
œuvre pneumatique du dispositif s’est avérée effï-
h est la hauteur de chute, en métres;
cace. Le dispositif de fixation ne doit permettre
est l’énergie totale de pénétration, en
aucun glissement de l’éprouvette.
4 ot
joules.
NOTE 5 Les résultats obtenus av
...

Questions, Comments and Discussion

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