式中比例係數e代表直線的斜率，稱為材料的彈性模量，其常用單位為gpa。它是代表材料發生彈性變形的主要效能引數。e的大小反映材料抵抗彈性變形的一種能力，代表了材料的剛度。
此外，材料在發生杆的軸向伸長的同時還發生橫向收縮。反映橫向變形的橫向應變ε＇與ε之比的絕對值μ稱為材料的泊松比。它是代表材料彈性變形的另乙個效能引數。
（2）屈服階段ab：在超過彈性階段後出現明顯的屈服過程，即曲線沿一水平段上下波動，即應力增加很少，變形快速增加。這表明材料在此載荷作用下，巨集觀上表現為暫時喪失抵抗繼續變形的能力，微觀上表現為材料內部結構發生急劇變化。
從微觀結構解釋這一現象，是由於構成金屬晶體材料結構晶格間的位錯，在外力作用下發生有規律的移動造成的。如果試樣表面足夠光滑、材料雜質含量少，可以清楚地看出試樣表面有450方向的滑移線。
根據gb/t228－2002標準規定，試樣發生屈服而力首次下降前的最大應力稱為上屈服強度，記為「reh」；在屈服期間，不計初始瞬時效應時的最低應力稱為下屈服強度，記為「rel」，若試樣發生屈服而力首次下降的最小應力是屈服期間的最小應力時，該最小應力稱為初始瞬時效應，不作為下屈服強度。
通常把試驗測定的下屈服強度rel作為材料的屈服極限σs，σs是材料開始進入塑性的標誌。不同的塑性材料其屈服階段的曲線型別有所不同，其屈服強度按gb/t228-2002規定確定。結構、零件的外加載荷一旦超過這個應力，就可以認為這一結構或零件會因為過量變形而失效。
因此，強度設計中常以屈服極限σs作為確定許可應力的基礎。由於材料在這一階段已經發生過量變形，必然殘留不可恢復的變形（塑性變形），因此，從屈服階段開始，材料的變形就包含彈性和塑性兩部分。
（3）強化階段bc：屈服階段結束後，σ—ε曲線又出現上公升現象，說明材料恢復了對繼續變形的抵抗能力，材料若要繼續變形必須施加足夠的載荷。如果在這一階段解除安裝，彈性變形將隨之消失，而塑性變形將永遠保留。
強化階段的解除安裝路徑與彈性階段平行。解除安裝後若重新載入，材料的彈性階段線將加長、屈服強度明顯提高，塑性將降低。這種現象稱作應變強化或冷作硬化。
冷作硬化是金屬材料極為寶貴的性質之一。塑性變形與應變強化二者結合，是工廠強化金屬的重要手段。例如：
噴丸、擠壓，冷拔等工藝，就是利用材料的冷作硬化來提高材料的強度。強化階段的塑性變形是沿軸向均勻分布的。隨塑性變形的增長，試樣表面的滑移線亦愈趨明顯。
σ—ε曲線的應力峰值rm為材料的強度極限σb。對低碳鋼來說σb是材料均勻塑性變形的最大抵抗能力，也是材料進入頸縮階段的標誌。
（4）頸縮階段cd：應力到達強度極限後，開始在試樣最薄弱處出現區域性變形，從而導致試樣區域性截面急劇頸縮，承載面積迅速減少，試樣承受的載荷很快下降，直至斷裂。斷裂時，試樣的彈性變形消失，塑性變形則遺留在斷裂的試樣上。
塑性材料和脆性材料的拉伸曲線存在很大差異。低碳鋼和鑄鐵是工程材料中最具典型意義的兩種材料，前者為塑性材料，後者為脆性材料。觀察它們在拉伸過程中的變形和破壞特徵有助於正確、合理地認識和選用材料。
根據試驗機繪製的拉伸f—δl曲線確定低碳鋼的、和鑄鐵的。
（1）原始橫截面面積（s0）的測定：圓形橫截面試樣，應分別在標距內兩端及中部測
量直徑。測量某處的直徑時，應在該處測量兩個互垂方向的直徑，取其算術平均值。原始橫截面面積s0取三處測得的最小直徑計算，並至少保留4位有效數字。
（2）強度指標（、）的測定：從低碳鋼的f—δl曲線讀取試樣的fel和fm值，將其分別除以試樣的原始橫截面面積s0得低碳鋼的屈服強度和抗拉強度；從鑄鐵的f—δl曲線讀取試樣的fm值，將其除以試樣的原始橫截面面積s0得鑄鐵抗拉強度；
根據拉斷後低碳鋼試樣的斷口直徑及標距段長度確定a11.3 和z
（1）原始標距l0的標記：低碳鋼拉伸試樣的標距段原始長度為100mm，分十等分，用劃線機劃細的圓周線作為標記。
（2）低碳鋼斷面收縮率z的測定：斷裂後試樣橫截面的最大縮減量s0－su與原始橫截面面積s0之比的百分率為斷面收縮率。
測量時將試樣斷裂部分仔細地配接在一起，使其軸線處於同一直線上。測量圓形橫截面縮頸處的最小直徑計算縮頸後的試樣最小橫截面面積su。
（3）低碳鋼斷後伸長率a11.3的測定：斷後標距的殘餘伸長lu－l0與原始標距l0之比的百分率為斷後伸長率。
對於比例試樣，若原始標距不為，則符號a應附下標註明所使用的比例係數，例如a11.3表示原始標距l0為的試樣斷後伸長率。
測量時將試樣斷裂部分仔細地配接在一起，應使試樣二段的軸線處於同一直線上，並且斷裂部分適當接觸。當斷裂處與最接近的標距標記的距離不小於原始標距的三分之一時，標距段長度lu按要求配接後直接測量，否則應按下述移位方法測量lu。
試驗前將原始標距l0細分為n等分，把每一等分的細圓周線稱為標距等分標記
試驗後，以符號x表示斷裂後試樣短的一段距離試樣夾持部最近的標距等分標記，以符號y表示斷裂試樣長的一段的標距等分標記，要求y與斷裂處的距離最接近x與斷裂處的距離，x與y之間的標距等分格數為n。
若n－n為偶數，以符號z表示斷裂試樣長的一段的標距等分標記，要求z與y的標距等分格數為。分別測量x與y之間的距離記為xy、y與z之間的距離記為yz，則試樣斷後的標距段長度lu＝xy＋2yz，如下圖（a）所示。
若n－n為奇數，以符號z』 和z』』表示斷裂試樣長的一段的標距等分標記，要求z』與y的標距等分格數為，z』與z』』的標距等分格數為1。分別測量x與y之間的距離記為xy、y與z』之間的距離記為y z』、z』與z』』之間的距離記為z』 z』』，則試樣斷後的標距段長度lu＝xy＋2y z』 ＋z』 z』』，如下圖（b）所示。
四、實驗步驟
1、 按要求測量試樣的原始橫截面面積s0。低碳鋼標距段原始長度不用測量，為100mm。鑄鐵不定標距，不用測量。
2、 按要求裝夾試樣（先選其中一根），並保持上下對中。
3、 按指導老師要求選擇「試驗方案」 →「新建實驗」 → 「金屬圓棒拉伸實驗」進行試驗，詳細操作要求見電液伺服萬能試驗機使用說明。
4、 試樣拉斷後拆下試樣，重新調整試驗機活動臺的合理高度（一般為10mm），按要求裝夾另一根試樣，選擇「繼續實驗」 進行第二根試樣的拉伸試驗。
5、 第二根試樣拉斷後拆下試樣，根據電液伺服萬能試驗機使用說明把兩根試樣的f—δl曲線新增不同的顏色一起顯示在微機顯示屏上。從低碳鋼的f—δl曲線上讀取fel、fm值，從鑄鐵的f—δl曲線上讀取fm值。並比較兩條曲線的特徵。
6、 測量低碳鋼拉斷後的斷口最小橫截面面積su。
7、 根據低碳鋼斷口的位置選擇直接測量或移位方法測量標距段長度lu。
8、 比較低碳鋼和鑄鐵的斷口特徵。
9、 試驗機復原。
五、實驗資料及處理要求
1、試樣直徑的測量與測量工具的精度保持一致。
2、橫截面面積的計算值取4位有效數字。
3、拉伸力學效能指標的數值確定應保留計算過程，最終結果值按下表要求修約。
六、思考題
1、為什麼在實驗前需要測試件原始尺寸，包括哪些資料，如何測？
2、如果試件直徑為10mm ,按標準短比例試件要求，標距應定為多少？
3、哪種材料需要在試件拉斷後測量試件尺寸？
4、鑄鐵拉伸變形為什麼沒有屈服、強化及縮頸等階段？
5、 測定材料屈服強度的意義？哪些材料需要測定屈服強度？
6、 應變強化是哪類材料的特點，發生在拉伸過程的哪個階段，有何作用和意義？
材料力學拉伸實驗
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