シャルピー衝撃試験

右図のように、重量のあるハンマーをある高さh' から振り下ろすと、ハンマーは切り込みをつけた試験片を破壊して再び高さh まで振り上がる。この時の位置エネルギーの差

${\displaystyle {\begin{aligned}E&=mg(h'-h)-L\\&=mgl(\cos \beta -\cos \alpha )-L\end{aligned}}}$

が、試験片を破壊する際の吸収エネルギーということになる。ここで、

• m ：ハンマーの質量
• g ：重力加速度
• l ：ハンマー回転中心からハンマー重心までの距離
• L ：回転する際の損失エネルギー（軸での摩擦や空気抵抗によるものなど）

である。ただし通常の場合であれば、L はE に比べ十分に小さい（L <<E ）ので、L = 0 とされる。

シャルピー衝撃値は、破壊する際の吸収エネルギーE（ジュール）を、破壊される前の試験片の断面積A（平方センチメートル）で割るので、J/cm²の単位を持つ。

Vノッチ試験片の図（左）と取り付け・破壊時の図（右）

シャルピー衝撃試験には、長さ55 mmの10 mm角棒の中央に、深さ2 mmの45度V字溝を入れたもの（Vノッチ）が使われる。取り付ける際は、55 mmの両端を同じように保持し、40 mmの梁状に設置する。そして切り欠きのある部分を反対向からハンマーで衝撃を加え、試験片を破壊する。