Do przeprowadzania prób udarności używa się młotów wahadłowych typu Charpy (rys.7). w zależności od rodzaju badanego materiału i rozmiarów próbki, stosuje się młoty o zakresach: 2500, 750, 300, 100, 70, 30, 10, 5 i 0,4 J, przy czym przeważnie każdy z nich można nastawić na dwa zakresy. Nastawienie zakresu odbywa się przez zmianę ciężaru samego wahadła lub zmianę kąta wzniesienia ramienia wahadła.
Zasadnicza częścią młota jest wahadło złożone z ramienia (3), na końcu którego zawieszony jest główny ciężar (4) w postaci płaskiej tarczy.
Rys.7 Młot wahadłowy.
Wahadło przed próbą podnosi się ręcznie lub przy dużych młotach za pomocą silnika do górnego początkowego położenia określonego
a(na ogół
a~160°).
Przy swobodnym opadaniu wahadła, w położeniu pionowym posiada ono największą energię kinetyczną, której wielkość jest cechą charakterystyczną danego młota, zależną od jego rozmiarów i konstrukcji. Jeżeli opadające wahadło nie napotka żadnej przeszkody, to przy pominięciu tarcia w łożyskach i oporu powietrza wychyliłoby się ono w drugim kierunku o ten sam kąt, na jaki było wzniesione (zasada zachowania energii).
Jeśli natomiast w położeniu pionowym uderza o próbkę opartą na dwóch podporach to pewna część energii wahadła zostaje zużyta na złamanie próbki, pozostała zaś na wychylenie wahadła w kierunku przeciwnym. Praca zużyta na złamanie próbki jest różnicą energii potencjalnej dwóch skrajnych położeń wahadła:
K=EP1-EP2
(2)
Gdzie:
- K - praca zużyta na zniszczenie próbki przez uderzenie.
Różnicę energii potencjalnej (E
P1-E
P1)wyliczamy jako iloczyn całkowitego ciężaru wahadła G (tarczy i ramienia) i różnicy wysokości środka masy wahadła w dwóch skrajnych położeniach (rys. 6), zatem powyższy wzór przyjmie postać:
K=G(h1 -h2)
(3)
Położenie wahadła określa się przeważnie za pomocą kąta
a, toteż wielkość h
1 i h
2 w wyżej podanym równaniu wyrażamy jako funkcję R (rys.6) i kąta
a. R - oznacza tu odległość środka masy od osi obrotu wahadła.
Z rys. 6 odczytujemy następujące zależności:
h1=R(1-cosa, h2=R(1-cosb)
(4)
po wstawieniu tych zależności do równania 3 otrzymamy:
K=GR(cosb-cosa)
(5)
Powyższe równanie określa pracę zużyta na złamanie próbki przy pominięciu strat, jakie powstają w czasie próby na skutek tarcia w łożyskach, oporu powietrza itp.
Praktycznie wielkość K odczytuje się wprost w J na odpowiedniej skali, po której porusza się wskazówka wprawiona w ruch przez ramię wahadła w zależności od kąta b- wychylenie młota.