ハンマーの形状

質問

シャルピー衝撃試験機のハンマー形状は
横から見たときにアームの延長線上で対象物に衝突するように
おもりの真ん中部分がえぐれています。
何故、衝突面がアームの延長線上になるようにするのでしょうか？
対象物と試験機の位置を少し離して、おもりをえぐらない形状(直方体)にして
衝突面がアームの延長線上より前になると不具合がありますか？

どちらもハンマーが最下点の位置で対象に衝突すると
同じ入力が出来ると思うのですが。
シャルピー衝撃試験機で検索しても明確な理由が書かれてはいません。

アームの延長線上でぶつけなかった場合の不具合を教えて下さい。
宜しくお願いします。

回答No.1

h191224 · ベストアンサー

シャルピーの衝撃試験では、試験片を切欠きの深さ方向（＝試験片の高さ方向）に叩く必要があります。これが”正しい方向”です。
アームの延長線上で叩いた場合には、試験片を水平方向に置きさえすれば、上記の”正しい方向”（図の赤矢印方向）が容易に実現できます。

しかし、アームの延長線上より前で叩くと、そこでの衝撃力は（よく考えてみればわかることですが）水平方向ではなくて、やや鉛直方向上を向くため、鉛直方向の分力が発生してしまいます。
この分力は、試験片に対しても”正しい方向”以外の方向（＝試験片の厚み方向）の力となって作用するために、誤差が混入して、正しい衝撃吸収エネルギーが測定できなくなります。

したがって、最初から誤差が混入せず、正しい測定が容易にできる”アームの延長線上”で叩くようにしているのです。

添付の図でわかるかどうか。。。
ハンマー形状は、わざと正方形にしてあります。