材料的性能與設計之應力—應變曲線
2021-02-20 亨瑞老於的結構設計以軟鋼為例，來了解材料的應力應變曲線的幾個階段：
一、線彈性階段
在線彈性階段，應力—應變曲線是一條直線。在這個階段，如果卸載，應力和應變都回到零，所謂彈性，是指卸載時應力和應變可恢復到初始狀態的特性。直線的斜率就是彈性模量：
上面關於應力和應變的關係就是胡克定律，這是材料層次上的一種本構關係，它也是得出較高層次（構件、結構）本構關係的基礎。
二、塑性階段
到達彈性極限後，如果卸載，應力將回到零，但是會產生殘餘應變或塑性應變。軟鋼的應力一應變曲線包含有一段純塑性段，此時應變增加但是應力沒有明顯的變化，稱之為「屈服」，屈服時的應力稱為「屈服點」或「屈服強度」。
絕大多數材料，例如高強度鋼和其他一些金屬，沒有明顯的屈服點。但是，由於屈服常常是設計中評估強度的基礎，因此定義了名義屈服值（通常取對應於殘餘應變為0.2%的應力值）。
三、應變硬化階段
在屈服階段之後，跟著的是應變硬化階段（因為材料在屈服之後又呈現為硬化），在這個階段，應力隨應變的增加而增加（儘管不是線性的）。這個階段一直持續到應力達到峰值——極限強度。
四、破壞階段
在極限強度之後，應力隨應變的增加而呈現為降低，直到試件拉斷。
事實上，真正的應力並不降低。更恰當地講，是由於頸縮導致截面面積減小。但是，由於在繪製曲線時採用了名義應力——荷載除以初始截面面積，名義應力的降低反映出當截面減小時荷載的降低。
五、延性和其他屬性
試件拉斷後，殘存的塑性應變稱為延伸率（以%來度量）。它是「延性」的一種度量，延性是材料和結構的一種非常重要的屬性。它反映了材料和或者結構在不喪失強度的情況下持續變形的能力。具有很低延性的材料（和結構）稱為脆性材料（和結構）。
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