聚合物材料具有粘彈性，當(dāng)應(yīng)力被移除后，一部分功被用于摩擦效應(yīng)而被轉(zhuǎn)化成熱能，這一過程可用應(yīng)力應(yīng)變曲線表示，曲線的橫坐標(biāo)是應(yīng)變，縱坐標(biāo)是外加的應(yīng)力。曲線的形狀反應(yīng)材料在外力作用下發(fā)生的脆性、塑性、屈服、斷裂等各種形變過程。這種應(yīng)力-應(yīng)變曲線通常稱為工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線，它與載荷-變形曲線相似，只是坐標(biāo)不同。

推導(dǎo)過程

從此曲線上，可以看出低碳鋼的變形過程有如下特點(diǎn)：

當(dāng)應(yīng)力低于σe時(shí)，應(yīng)力與試樣的應(yīng)變成正比，應(yīng)力去除，變形消失，即試樣處于彈性變形階段，σe為材料的彈性極限，它表示材料保持完全彈性變形的最大應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過σe后，應(yīng)力與應(yīng)變之間的直線關(guān)系被破壞，并出現(xiàn)屈服平臺(tái)或屈服齒。如果卸載，試樣的變形只能部分恢復(fù)，而保留一部分殘余變形，即塑性變形，這說明鋼的變形進(jìn)入彈塑性變形階段。σs稱為材料的屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)，對(duì)于無明顯屈服的金屬材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限。

當(dāng)應(yīng)力超過σs后，試樣發(fā)生明顯而均勻的塑性變形，若使試樣的應(yīng)變?cè)龃?，則必須增加應(yīng)力值，這種隨著塑性變形的增大，塑性變形抗力不斷增加的現(xiàn)象稱為加工硬化或形變強(qiáng)化。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到σb時(shí)試樣的均勻變形階段即告終止，此最大應(yīng)力σb稱為材料的強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度，它表示材料對(duì)最大均勻塑性變形的抗力。

在σb值之后，試樣開始發(fā)生不均勻塑性變形并形成縮頸，應(yīng)力下降，最后應(yīng)力達(dá)到σk時(shí)試樣斷裂。σk為材料的條件斷裂強(qiáng)度，它表示材料對(duì)塑性的極限抗力。

上述應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的應(yīng)力和應(yīng)變是以試樣的初始尺寸進(jìn)行計(jì)算的，事實(shí)上，在拉伸過程中試樣的尺寸是在不斷變化的，此時(shí)的真實(shí)應(yīng)力S應(yīng)該是瞬時(shí)載荷（P）除以試樣的瞬時(shí)截面積（A），即：S=P/A；同樣，真實(shí)應(yīng)變e應(yīng)該是瞬時(shí)伸長(zhǎng)量除以瞬時(shí)長(zhǎng)度de=dL/L。下圖是真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線，它不像應(yīng)力-應(yīng)變曲線那樣在載荷達(dá)到最大值后轉(zhuǎn)而下降，而是繼續(xù)上升直至斷裂，這說明金屬在塑性變形過程中不斷地發(fā)生加工硬化，從而外加應(yīng)力必須不斷增高，才能使變形繼續(xù)進(jìn)行，即使在出現(xiàn)縮頸之后，縮頸處的真實(shí)應(yīng)力仍在升高，這就排除了應(yīng)力-應(yīng)變曲線中應(yīng)力下降的假象。