材料的破坏起因于冲击荷重多于静力荷重。冲击试验的目的即是要测定在冲击荷重下材料之特性。其简单原理将摆锤提高到一定高度，装好后令摆锤自由落下以冲断试片，则试片破断时会吸收原摆锤能量之一部分，而余留之能量将使摆锤继续上升至相反方向之某一高度。

其中：

W ＝摆锤之重量

α＝摆锤提高至规定位置之

冲击角度＝150度

β ＝冲断试片后摆锤上升之最高角度

R ＝摆锤重心至回转中心之距离（m）

如不计空气阻力、机械摩擦力等各项能量损耗，则试片遭破坏时所吸收之能量U为摆锤原有能量与摆锤余留能量之差，即：

Wh1＝摆锤原有能量＝WR（1–cosα）

Wh2＝摆锤余留能量＝WR（1–cosβ）

U ＝Wh1－Wh2＝WR（cosβ–cosα）

然而上述的能量损耗实际上为不可忽视的。所谓Charpy冲击值，即为试片吸收之能量经过能量损耗校正后，再除以试片刻槽处原截面积之商。

五、 实验方法

1. 测定并记录试片之尺寸。

试片种类 试片各部尺寸（mm） 刻槽处之截面积（mm2）

A＝a×（c＋c’）/2

a b c c’

低碳钢

铸铁

2. 测试机台之净能量损耗。

3. 使摆锤自由悬挂，将α角指针归零，并将β角指针指向刻度下方之零点。

4. 反时针方向摇转把手，直至刻度盘后方转盘上之挂钩卡住摆锤为止。

5. 顺时针方向摇转把手，将摆锤略为提升，再将试片缺口朝前放置于墩座。试片必须紧贴于墩座。

6. 自试验机前方观测，确定摆锤击刃对准试片缺口之背面。

7. 顺时针方向摇转把手，将摆锤提高至冲击角度α（＝150度）。

8. 扳动转盘上之挂钩柄，使摆锤自由落下打断试片。并使指针A后方之钩柄带动B指针指于β角。

9. 拉动煞车柄，利用制动装置使摆锤静止。

10. 读取β角，校正其能量损耗后取下试片，观察其破断情形。