応力-ひずみ曲線
降伏後の応力-ひずみ曲線を公称応力で追うと、あるひずみで応力が最大となり、そこからは応力は下がっていく。この最大応力を引張強さと呼ぶ。引張強さは材料の強度を示す重要な特性値で、引張における強度の指標として最も広く使用されている。この最大応力を境にして材料の変形は、均一な変形ではなく、試験片の一部が局部的に縮小するようになる。したがって、ここからの局部縮小を伴う塑性変形を不均一塑性変形と呼ぶ。発生する局部縮小をくびれ、またはネッキングと呼ぶ。
さらに荷重をかけ続けると、発生したくびれは縮小し続け、そこから試験片の破断に至る。公称応力で見たとき、破断時の応力は引張強さよりも小さくなるが、真応力で見れば、加工硬化による真応力増大は続き、破断応力は引張強さよりも大きな値を示す。ただし、破断応力の値を用いることは一般的には少ない。破断時の公称応力を公称破断応力、あるいは単に破断応力と呼ぶ。破断時の荷重を破断部の断面積で除した値、すなわち破断応力を真応力で表したものは真破断応力と呼ぶ。
試料の断面積 A は荷重によって変動する。そのため応力-ひずみ曲線を得る場合、荷重をかけて変形する前の断面積を A0 として、応力を
σ n = F A 0 {\displaystyle \sigma _{n}={\frac {F}{A_{0}}}}
で定義する。このように定義した応力 σn を公称応力あるいは工学的応力と呼ぶ。一方、変形中の断面積 A をもとに定義する応力を真応力と呼ぶ。荷重 F が加わっているときの断面積を A とすれば、真応力 σt は以下のようになる。
σ t = F A {\displaystyle \sigma _{t}={\frac {F}{A}}}
この真応力は、応力の厳密な定義に近い。
試料の初期長さ L0 で除して得られるひずみ εn は、公称ひずみや工学的ひずみと呼ばれる。
ε n = λ L 0 {\displaystyle \epsilon _{n}={\frac {\lambda }{L_{0}}}}
公称ひずみに対して、荷重 F が加わった時点における長さ L からの変形量で定義するひずみを真ひずみと呼ぶ。