ISO 6721-6-1996 Plastics - Determination of dynamic mechanical properties - Part 6 Shear vibration - Non-resonance method《塑料 动态机械性能的测定 第6部分 剪力振动 非共振法》.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE ISO 6721-6 Premire dition 1996-05-I 5 Plastiques - Dtermination des proprits mcaniques dynamiques - Partie 6: Vibration en cisaillement - Mthode hors rsonance P/as tics - Determination of dynamic mechanical properties - Part 6: Shear vibration - Non-resonance method Numro de rfr

2、ence KO 6721-6:1996(F) ISO 6721=6:1996(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fderation mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confiee aux comits techniques de IISO. Chaque com

3、it membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr a cet effet. Les or- ganisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationa

4、le (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comi- ts membres votants. La Norme i

5、nternationale ISO 6721-6 a t labore par le comit technique lSO/TC 61, Plastiques, sous-comit SC 2, Proprits mcaniques LISO 6721 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gn- ral Plastiques - De termina tion des proprie tes mcaniques dynamiques: - Partie 1: Principes gnraux - Partie 2: M

6、ethode au pendule de torsion - Partie 3: Vibration en flexion - Mthode en rsonance - Partie 4: Vibration en traction - Mthode hors rsonance - Partie 5: Vibration en flexion - Mthode hors rsonance - Partie 6: Vibration en cisaillement - Mthode hors rsonance - Partie 7: Vibration en torsion - Mthode h

7、ors rsonance - Partie 8: Vibrations longitudinale et en cisaillement - Mthode de pro- pagation des ondes - Partie 9: Vibration en traction - Mthode de propagation des signaux acoustiques - Partie ? 0: Viscosit dynamique en cisaillement laide dun rhomtre oscillations plateaux parallles 0 ISO 1996 Dro

8、its de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publi- cation ne peut tre reproduite ni utilise sous quelque forme que ce soit et par aucun proc- de, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation interna

9、tionale de normalisation Case postale 56 l CH-l 211 Genve 20 l Suisse Imprim en Suisse II NORME INTERNATIONALE o ISO ISO 6721=6:1996(F) Plastiques - dynamiques 1 Partie 6: Vibration en c Dtermination des proprits mcaniques sa illement - Mthode hors rsonance 1 Domaine dapplication La prsente partie d

10、e IISO 6721 prescrit une m- thode doscillation force hors rsonance pour la d- termination des composantes du module complexe en cisaillement G* des polymres dans le domaine des frquences comprises entre 0,Ol Hz et 100 Hz. Cette mthode savre approprie pour mesurer les modules de conservation dynamiqu

11、es dans la plage allant de 0,l MPa a 50 MPa. Bien quil soit possible dtudier des matriaux caractriss par des modules suprieurs a 50 Mpa, des valeurs de mesure plus exactes de leurs proprits dynamiques peuvent tre obtenues en utilisant un mode de dformation en torsion (voir parties 2 et 7 de IISO 672

12、1). Cette mthode savre particulirement bien adapte pour permettre un mesurage des facteurs de perte suprieurs 0,l; elle peut donc tre utilise pour tudier la variation des proprits dynamiques en fonction de la temprature et de la frquence dans la presque totalit de la zone de relaxation de ltat vitre

13、ux a ltat caoutchouteux (voir ISO 6721-1 :1994, paragraphe 9.4). Le fait que des donnes dtermines sur de larges plages de frquences et de tempratu- res soient disponibles permet dtablir des graphiques densemble prsentant les proprits dynamiques sur une large gamme de frquences a diffrentes temp- rat

14、ures. Pour raliser ces graphiques, on applique les mthodes de dcalage de la frquence et de la tem- prature. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrence qui en est faite, consti- tuent des dispositions valables pour la prsente partie de IISO 67

15、21. Au moment de la publication, les di- tions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette a rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente partie de IISO 6721 sont invi- tes a rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Le

16、s membres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donn. ISO 6721-1 :1994, Plastiques - Dtermination des proprits mcaniques dynamiques - Partie 7: Prin- cipes gnraux. ISO 6721-2: 1994, Plastiques - Dtermination des proprits mcaniques dynamiques - Part

17、ie 2: M- thode au pendule de torsion. ISO 6721-7:1996, Plastiques - Dtermination des proprits mcaniques dynamiques - Partie 7: Vibra- tion en torsion - Mthode hors rsonance. 3 Dfinitions Voir ISO 6721-1 :1994, article 3. 4 Principe Une prouvette composite est soumise a une dfor- mation sinusodale ou

18、 a un effort de cisaillement sinu- sodal a une frquence nettement infrieure la fr- quence fondamentale de rsonance en cisaillement (voir 10.2.1). 0 n mesure les amplitudes des cycles de force et de dplacement appliqus lprouvette composite ainsi que langle de phase entre ces cycles. Les composantes d

19、e conservation et de perte du module complexe en cisaillement ainsi que le facteur de perte sont calculs laide des quations donnes dans larticle 10. 5 Appareillage 5.1 Dispositif de mise en charge Les exigences requises du dispositif de mise en charge doivent permettre de mesurer lamplitude des cycl

20、es de force et de dplacement, ainsi que leur 1 ISO 6721=6:1996(F) 0 ISO angle de phase, leprouvette composite tant soumise a une dformation sinusodale ou a un effort de ci- saillement sinuso*idal. Il est possible dutiliser diff- rents modles dappareillage (la figure 1 en repr- sente une version appr

21、oprie). Lprouvette compo- site soumise au cisaillement se compose de deux prouvettes S identiques, soudes a des blocs de mtal, PJ et P2. La force sinusodale produite par la table de vibrations V est applique aux deux blocs PJ et situes aux deux extrmites de lprouvette com- posite par Iintermediaire

22、du dispositif de serrage CI de la plate-forme de charge en cisaillement. Lamplitude et la frquence du dplacement de la table de vibrations sont variables. Elles sont contr- les par le transducteur D. Lprouvette composite est maintenue en son centre P2 par un mors fixe C2, ce qui permet de soumettre

23、les deux prouvettes S de polymre a des deformations simples en cisaille- ment dampleur gale. La force sinusoidale appliquee au cours de la deformation de lprouvette composite est contrle par un transducteur de force F relie C2. Les Rlements qui relient le mors Cl et V, et C2 et F, doivent tre beauco

24、up plus rigides que lprouvette composite et doivent prsenter une faible conductibili- te thermique si lprouvette composite doit tre incluse dans une enceinte thermostate. NOTE 1 Bien que les lments du dispositif de mise en charge puissent prsenter une rigidit beaucoup plus le- vee que lassemblage de

25、ssai, la prsence de raccords boulonnes ou de mors de serrage peut accrotre nettement llasticit de lappareillage. Si tel est le cas, il peut savrer ncessaire dappliquer une correction sur llasticit comme dcrit en 10.23. II est possible dutiliser un dispositif de serrage sus- ceptible de soumettre une

26、 seule prouvette de poly- mre a une dformation simple en cisaillement; toute- fois, si cest le cas, des prcautions doivent tre prises pour Aviter que le couple introduit dans le dis- positif de mise en charge, du fait de lapplication de la charge a lprouvette, ninflue pas sur les mesurages de leffor

27、t dynamique de cisaillement et du dplace- ment. Les mesurages de la dformation subie par lprouvette peuvent galement tre realises aprs avoir positionne le transducteur de dplacement de maniere a pouvoir mesurer le dplacement relatif des deux parties Cl et C2 de la plate-forme de charge. Lampleur de

28、la correction apporte en fonction de Ilasticite du dispositif de mise en charge est, dans ce cas, minime ou ngligeable (voir 10.2.3). 51.1 Plate-forme de charge La plate-forme de charge en cisaillement doit permet- tre, dune part, de serrer lprouvette composite avec une force suffisante pour viter t

29、out mouvement rela- tif des blocs de metal P qui font partie intgrante de lprouvette composite et des mors de la plate-forme de charge et, dautre part, de maintenir cette force a des tempratures plus leves. Un mauvais aligne- ment de la plate-forme de charge par rapport au 2 transducteur de force pr

30、oduit une composante lat- rale de la force applique au transducteur pendant la mise en charge de lprouvette composite. Laligne- ment du dispositif de mise en charge de lprouvette composite doit tre tel que la composante latrale enregistre par le transducteur soit infrieure 1 % de la force longitudin

31、ale applique. 5.1.2 Transducteurs Le terme (transducteur) utilis dans la prsente par- tie de IISO 6721 dsigne tout dispositif susceptible de mesurer leffort appliqu ou le dplacement, ou le rapport de ces grandeurs, en fonction du temps. La traabilit des talonnages des transducteurs par rapport aux n

32、ormes nationales, pour le mesurage de la force et de la longueur, doit tre garantie. Les ta- lonnages doivent tre effectus avec une exactitude de + 2 % en ce qui concerne les amplitudes minima- lesdes cycles de force et de dplacement auxquels sont soumises les prouvettes composites en vue de la dter

33、mination de leurs proprits dynamiques. 5.2 quipement de traitement lectronique des donnes Lquipement de traitement des donnes doit per- mettre denregistrer les amplitudes des signaux four- nis par les capteurs de force et de dplacement avec une exactitude de k 1 %, leur angle de phase avec une exact

34、itude de k 0,l O, et la frquence avec une exactitude de + 10 %. 5.3 Contrle et mesurage de la temprature Voir ISO 6721-1:1994, paragraphes 5.3 et 5.5. 5.4 Dispositifs pour le mesurage des dimensions des prouvettes Voir ISO 6721-1 :1994, paragraphe 5.6. 6 Assemblage dessai Voir ISO 6721-I :1994, arti

35、cle 6. 6.1 Forme et dimensions La figure 2 reprsente un modle appropri dprou- vette composite devant tre soumise a une force de cisaillement. Dans le cas reprsent, les blocs de mtal P sont cylindriques mais la forme de leur sec- tion transversale est indiffrente, pour autant que leurs extrmits puiss

36、ent tre solidement fixes dans la plate-forme de charge en cisaillement. Les dimen- sions des blocs et des prouvettes de polymre S doivent tre choisies de manire que la dformation subie par les premiers sous leffet de la charge appli- que soit ngligeable en comparaison avec celle subie 0 ISO ISO 6721

37、=6:1996(F) par les prouvettes. Dans le cas dun polymre carac- tris par un module de cisaillement infrieur 100 Pa, cela signifie que lpaisseur des blocs peut tre comparable a lpaisseur L des prouvettes. La forme de la section transversale des prouvettes de polymre dans le plan des faces soudes nest p

38、as critique, bien quil soit recommand de leur confrer une section rectangulaire pour rendre plus aise lapplication dun terme de correction refltant linfluence de la flexion sur la dformation de lprouvette - voir quation (1) en 10.2. Les prou- vettes peuvent donc tre dcoupes dans une feuille de polym

39、re, puis soudes aux blocs de mtal afin de raliser lprouvette composite de cisaillement. Les dimensions de chaque prouvette de polymre ne doivent pas varier de plus de 3 % par rapport a la va- leur moyenne. Cette dernire doit tre suffisamment importante pour permettre datteindre une exactitude conven

40、able dans ltablissement de la dformation dynamique, puis des modules complexes - voir quation (1) en 10.2. En outre, il est recommand que la dimension h du polymre dans la direction dappli- cation de la charge soit suprieure a 4L pour rendre ngligeable la correction apporte en raison de la flexion.

41、NOTE 2 Une variation des proprits dynamiques peut tre observe sur des prouvettes de diffrentes pais- seurs prpares par moulage par injection en raison des lgeres diffrences que peut prsenter la structure du poly- mre qui constitue ces prouvettes. 6.2 Prparation des prouvettes de polymre Voir ISO 672

42、1-1:1994, paragraphe 6.2. 7 Nombre dassemblages dessai Voir ISO 6721-1 :1994, article 7, en lisant prouvettes composites) en lieu et place d elle se situe habituellement a environ 0,2 % pour les plastiques a ltat vitreux. Enregistrer les amplitudes des signaux fournis par les capteurs de force et de

43、 dplacement, leur frquence et leur diffrence de phase, ainsi que la temprature dessai. Lorsque les mesurages doivent tre raliss sur des plages de frquences et de tempratures, il est recommand de commencer par la temprature la plus basse et deffectuer les mesurages en augmen- tant la frquence tout en

44、 maintenant la temprature constante. Rpter les mesurages dans la mme gamme de frquences a la valeur de temprature immdiatement suprieure (voir ISO 6721-I : 1994, paragraphe 9.4). Pour les conditions dessai dans lesquelles le poly- mre prsente une perte leve ou moyenne (comme dans la zone de transiti

45、on de ltat vitreux a ltat caoutchouteux), lnergie dissipe par le polymre peut augmenter sa temprature de manire suffisante pour engendrer une variation significative de ses pro- prits dynamiques. Toute hausse de temprature saccentue rapidement au fur et a mesure quaug- mentent la frquence et lamplit

46、ude de la dforma- tion. Si lquipement lectronique de traitement des donnes peut analyser les donnes fournies par le transducteur pendant les premiers cycles, linfluence des hausses de temprature sera rduite au mini- mum. Les valeurs de mesure obtenues ultrieure- ment dcroissent ensuite avec le temps

47、, alors que la temprature de lprouvette continue daugmenter. Ces observations impliquent la ncessit de faire preuve de prudence lors de la prsentation et de linterprtation des rsultats obtenus. ISO 6721=6:1996(F) 0 ISO L 10 Expression des rsultats 6Ga 6G valeur mesure et valeur corrige de la diffren

48、ce de phase, en degrs, entre les cycles de la force et du dplace- ment 10.1 Symboles A aire, en mtres carres, soudee des prouvettes de la surface AF A valeur mesure pour lamplitude, en newtons, de la force dynamique f frquence de mesurage, en hertz NOTE 4 Lampleur de k, fournit une estimation de la rigidi- t du dispositif de mise