應力-應變曲線

某一種特定材料的應力與應變關係稱爲該材料的應力 - 應變曲線 （ stress - strain curve ） 。 每一種材料都有唯一的應力 - 應變曲線 ， 該曲線可以通過記錄材料在不同的拉伸和壓縮加載 （ 應力 ） 下的形變 （ 應變 ） 來獲得 。 這條曲線也提供了很多該材料的特性 ， 例如其彈性模量 、 降伏強度 （ 彈力限 ） 、 極限拉伸強度 ， 也可以看出材料是脆性材料還是延展性材料 。 一般而言 ， 有關任何變形下 ， 應力和應變的關係都可以視爲是應力 - 應變曲線 。 應力和應變可以是正應力及正應變 ， 剪應力及剪應變 ， 也可以是混合的 。 可以是單一軸向 、 雙軸或是多軸的 ， 甚至可以是時變的 。 變形可以是壓縮 、 拉伸 、 扭轉 、 轉動等 。 若沒有特別標明 ， 應力 - 應變曲線是指在拉伸測試下正向應力及正向應變之間的關係 。 考慮一截面積爲A的棒狀物體 ， 其兩端施加大小相等 ， 方向相反的拉伸力 。 材料會受到應力 （ 定義爲受力和其截面積之間比值 ） ， 也會有軸向的伸長 ： 其中下標0是材料的原始尺寸 ， 應力的SI單位是牛頓每平方米 （ N / m2 ） ， 或是Pa （ 1 Pa = 1 N / m2 ） ， 應變爲無因次量 。 在拉伸試驗下 ， 記錄不同應變下 ， 材料應力的變化 ， 一直到材料斷裂爲止 ， 描繪其曲線 ， 即爲應力 - 應變曲線 。 一般而言 ， 應力 - 應變曲線會用應變爲x軸 ， 應力爲y軸 。 爲了工程的需求 ， 一般會假設材料在整個拉伸過程中 ， 其截面積不會變化 ， 不過在變形過程中 ， 截面積也會略爲變小 。 在假設截面積不變的條件下所畫的應力 - 應變曲線稱爲 「 工程應力 - 應變曲線 」 ， 考慮真正截面積變化的應力 - 應變曲線稱爲 「 真應力 - 應變曲線 」 。