ISO 6721-9-1997 Plastics - Determination of dynamic mechanical properties - Part 9 Tensile vibration - Sonic-pulse propagation method《塑料 动态机械性能的测定 第9部分 拉伸振动 声脉冲.pdf

1、NORME INTERNATIONALE ISO 6721-9 Premire dition 1997-06-o 1 Plastiques - Dtermination des proprits mcaniques dynamiques - Partie 9: Vibration en traction - Mthode de propagation de signaux acoustiques Plastics - Determination of dynamic mechanical properliies - Part 9: Tensile vibration - Sonic-puise

2、 propagation me thod Numro de rfrence ISO 6721-9:1997(F) ISO 6721-g: 1997(F) Avant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de IISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comi

3、ts techniques de IISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec IISO participent galement aux travaux. LISO colla- bore troitement avec la Commissi

4、on lectrotechnique internationale (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 comit

5、s membres votants. La Norme internationale ISO 6721-9 a t labore par le comit technique ISO/TC 61, Plastiques, sous-comit SC 2, Proprits mcaniques. LISO 6721 comprend les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Plastiques - Dtermination des propri ts mcaniques dynamiques: - Partie 1: Princip

6、es gnraux - Partie 2: Mthode au pendule de torsion - Partie 3: Vibration en flexion - Mthode en rsonance - Partie 4: Vibration en traction - Mthode hors rsonance 0 ISO 1997 Droits de reproduction rservs. Sauf prescription diffrente, aucune partie de cette publi- cation ne peut tre reproduite ni util

7、ise sous quelque forme que ce soit et par aucun pro- cd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case postale 56 l CH-121 1 Genve 20 l Suisse Internet central iso.ch x.400 c=ch; a=400net; p=iso; o=

8、isocs; s=central Imprim en Suisse ii 0 ISO ISO 6721=9:1997(F) - Partie 5: Vibration en flexion - Mthode hors rsonance - Partie 6: Vibration en cisaillement - Mthode hors rsonance - Partie 7: Vibration en torsion - Mthode hors rsonance - Partie 8: Vibrations longitudinale et en cisaillement - Mthode

9、de propagation des ondes - Partie 9: Vibration en traction - Mthode de propagation de signaux acoustiques - Partie 10: Viscosit complexe en cisaillement laide dun rhomtre oscillations plateaux parallles Page blanche NORME INTERNATIONALE ISO ISO 6721-g: 1997(F) Plastiques - Dtermination des proprits

10、mcaniques dynamiques - Partie 9: Vibration en traction - Mthode de propagation de signaux acoustiques 1 Domaine dapplication La prsente partie de la norme internationale ISO 6721 dcrit une mthode de propagation signaux permettant de dterminer la composante de conservation du module complexe en tract

11、ion E* des polymres certaines frquences discrtes gnralement situes dans la de aw allant de 3 kHz 10 kHz. Cette mthode convient pour mesurer les proprits de matriaux dont les modules de conservation sont compris entre 0,Ol GPa et 200 GPa et dont les facteurs de perte sont infrieurs 0,l aux environs d

12、e 10 kHz. Dans le cas de matriaux prsentant une perte suprieure, des erreurs significatives apparaissent lors du mesurage de la vitesse, en raison de lamortissement de lamplitude. La prsente mthode permet deffectuer des mesurages sur des films minces ou de fines fibres et sur de longues prouvettes,

13、gnralement sous forme de bandes de 300 mm x 5 mm x 0,l mm ou de fibres de 300 mm x 0,l mm (diamtre). II se peut que cette mthode ne convienne pas aux plastiques alvolaires, aux plastiques composites et aux produits multicouches. 2 Rfrences normatives Les normes suivantes contiennent des dispositions

14、 qui, par suite de la rfrence qui en est faite, constituent des dispositions valables pour la prsente norme internationale. Au moment de la publication, les ditions indiques taient en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente norme internation

15、ale sont invites rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes des normes indiques ci-aprs. Les membres de la CEI et de IISO possdent le registre de normes internationales en vigueur un moment donn. ISO 1183: 1987, Plastiques - Mthodes pour dterminer la masse volumique et la densi

16、t relative des plastiques non alvolaires. ISO 6721-1: 1994, Plastiques - Dtermination des proprits mcaniques dynamiques - Partie 1 : Principes gnraux, 3 Dfinitions Voir ISO 6721-1, 4. ISO 6721=9:1997(F) 3.1 signal acoustique longitudinal Signai acoustique unique pour lequel les dformations concident

17、 avec la direction de propagation du signal. 4 Principe On procde des mesurages de la vitesse de propagation dondes acoustiques longitudinales dans une prouvette mince longitudinale. La vitesse de propagation des ondes longitudinales se dtermine en mesurant le temps de trajet dun signal acoustique e

18、ntre deux transducteurs fixs sur lprouvette, dans un domaine de frquences allant de 3 kHz 10 kHz. Le signal acoustique est transmis sur la longueur de lprouvette. La vitesse de propagation est indpendante de la forme gomtrique de lprouvette, si cette vitesse est mesure sur une prouvette longue et mi

19、nce. Le module de conservation en traction se calcule en multipliant la masse volumique de lprouvette par le carr de la vitesse du son. 5 Dispositif dessai 5.1 Appareillage Les exigences requises de lappareillage doivent permettre de mesurer la vitesse de propagation de signaux acoustiques longitudi

20、naux dans une prouvette. La figure 1 reprsente un exemple schmatique qui permet de mesurer la vitesse de propagation du signal dans une prouvette, entre un transducteur metteur et un transducteur rcepteur. 5.2 Transducteurs Deux transducteurspizolectriques. ayant une frquence. de -rsonance dans la p

21、lage comprise entre environ 3 kHz et 10 kHz, doivent tre monts sur un bti de faon ce que la direction des vibrations de chaque transducteur concide exactement entre elles. Un signal mcanique se dplaant longitudinalement lintrieur de lprouvette est produit par le transducteur metteur, le transducteur

22、 rcepteur dtectant quun signal traverse lprouvette. Lun des transducteurs doit tre mobile de manire ce quil soit possible de faire varier leur cartement denviron 50 mm 500 mm et le mesurage de lcartement en question doit tre effectu avec une prcision de f 0,5 % de la distance qui spare les transduct

23、eurs. 5.3 Organe moteur du transducteur Cet organe doit tre caractris par une alimentation approprie pour que lmetteur produise un signal acoustique. 5.4 quipement de mesurage de la dure de parcours du signal Cet instrument doit permettre de mesurer avec une prcision de f 0,5 us lintervalle de temps

24、 coul entre deux signaux dont lun est produit par lorgane moteur du transducteur et lautre par le rcepteur. NOTE 1 : Lintervalle de temps dpend dune part, de la distance qui spare lmetteur et le rcepteur et dautre part, de la vitesse de propagation de londe acoustique dans le matriau. 2 E ISO ISO 67

25、21=9:1997(F) 5.5 Dispositif de contrle et de mesurage de la temprature Voir ISO 67214, paragraphe 5.5. 6 prouvettes Voir ISO 67214, article 6. 6.1 Forme et dimensions Les prouvettes sous forme de film mince ou de fibres sont appropries. Leurs dimensions ne sont pas critiques; cependant, il est recom

26、mand dutiliser des prouvettes mesurant entre 200 mm et 500 mm de longueur, entre 1 mm et 10 mm de largeur et entre 0,l mm et 1 mm dpaisseur ou de diamtre. 6.2 Prparation Voir ISO 67214, paragraphe 6.2. 7 Nombre dprouvettes Voir ISO 67214, article 7. 8 Conditionnement Voir ISO 67214, 8. 9 Mode oprato

27、ire 9.1 Atmosphre dessai Voir ISO 67214, paragraphe 9.1. 9.2 Montage de lprouvette Positionner lprouvette dans lappareillage de telle sorte que lamplitude du signal reu permette de dterminer la dure de parcours du signal. Un manque de contact entre lprouvette et les transducteurs rend lnergie dimpul

28、sion inadapte propagation du signal. En ce qui concerne les prouvettes non rigides, leur les raidir sans les tirer. la dtermination de la vitesse de appliquer une faible traction de manire ISO 6721-g: 1997(F) II ISO 9.3 Ralisation de lessai 9.3.1 Positionner les transducteurs de faon ce que le signa

29、l longitudinal traverse lprouvette. Fixer leur cartement de manire ce que la dure de parcours du signal soit dau moins 100 us pour obtenir une bonne prcision (voir note 2). Mesurer lcartement des transducteurs, L(m), avec une prcision de f 05 %. NOTE 2 : tant donn que la plupart des matriaux plastiq

30、ues sont caractriss par une vitesse de propagation des signaux comprise entre 1 et 2,5 x 103 mis, lcartement minimal est gnralement compris entre 0,l m et 0,25 m. 9.3.2 Soumettre lprouvette a une impulsion aCOUStiqUe et mesurer la dure de parcours tA (s) avec une prcision de f 0,5 us. 9.3.3 Rpter le

31、s mesurages dcrits en 9.3.1 et 93.2 sur une mme prouvette en adoptant au moins trois valeurs diffrentes pour lcartement des transducteurs. Pour obtenir une bonne prcision, il convient que les cartements choisis soient uniformment rpartis lintrieur de la plage retenue pour dterminer la dure de parcou

32、rs (voir figure 2). 9.3.4 Mesurer, avec une prcision de f: 0,5 %, la masse volumique de lprouvette, p (kgm-3) la mme temprature que celle utilise pour mesurer la dure de parcours du signal, en appliquant lune des mthodes dcrites dans IISO 1183. 9.4 Variation de la temprature Voir ISO 6721-1, paragra

33、phe 9.4. 10 Expression des rsultats 10.1 Symboles E (Pa) L m Li Cm) fA ) tAi (s) vL(ms-l) P (kgm-3) module de conservation en traction cartement des transducteurs cartement des transducteurs au ime mesurage dure de parcours du signal observe dure de parcours du signal observe, correspondant Li vites

34、se de propagation des ondes longitudinales dans lprouvette masse volumique de lprouvette 10.2 Calcul de la vitesse de propagation des ondes longitudinales La vitesse de propagation des ondes, vL, est donne par la pente, AUAtA, des courbes reprsentant Li en fonction de tAi. La pente doit tre obtenue

35、partir dau moins trois mesurages en variant lcartement des transducteurs et en procdant une rgression linaire pour lanalyse des donnes (voir figure 2); ISO ISO 6721-g: 1997(F) 10.3 Calcul du module de conservation en traction, E Le module de conservation en traction, E, se calcule laide de lquation

36、suivante : 11 Fidlit La fidlit de la prsente mthode dessai nest pas connue car on ne dispose encore daucune donne interlaboratoires. Des dispositions relatives la fidlit seront ajoutes lors de la prochaine rvision ds lobtention de ces donnes. ISO 6721-g: 1997(F) ISO 12 Rapport dessai Le rapport dess

37、ai doit contenir les informations suivantes : a) la rfrence de la prsente partie de IISO 6721 ; b) 1) voir ISO 67214, article 12 ; et m) la frquence de londe acoustique utilise. direction des vibrations bord du transducteur -4 = 0.4 mm = 4 mm ( Largeur du transducteur r r organe moteur dispositif de

38、 mesurage du transducteur de la duree de parcours c . i Figure 1 : Schma dun appareillage appropri pour le mesurage de la vitesse de propagation du signal entre lmetteur et le rcepteur ISO ISO 6721=9:1997(F) n E -J L 0,42 0,40 0,38 0,36 0,34 0,32 0,30 0,28 026 0,24 0,22 020 0,18 dure de parcours obs

39、erve, tA (PS) Cl valeurs observes . . . . . r&ressioi linaire Figure 2 : Rgression linaire de la distance et de la dure de parcours ISO 6721-g: 1997(F) ICS 83.080.01 Descripteurs: plastique, plastique de traction, matriel dessai. Prix bas sur 7 pages rigide, essai, essai mcanique, dtermination, proprit mcanique, proprit dynamique, module