大家在材料力学中做过实验，用的是标准光滑圆柱试样，这是很常用的试样，有时也用标准板状试样也叫板装试验。单向静拉伸实验是金属材料力学性能测试中很重要的方法之一。为了准确测出各项拉伸性能指标，该方法对实验速度，温度及应力状态做了如下规定：
1）试验速度：反映了试样应变速率的大小，应变速率加大，金属的强度增加。特别是屈服点规定微量塑性伸长应力读变形速度的大小很敏感，因此，对拉伸试验速度应注意控制。
试验速度大体上相当于试验机夹移动速率。对各项拉伸性能指标测定，都有一定的试验速度控制。比如在测屈服点时，一般规定ε应控制在0.00025--0.0025/s范围内。
2）试验温度：一般在10--35℃温度下进行
3）应力状态：单向拉伸应力状态
          σ1>0;σ2=σ3=0
单向拉伸试验时，在试样两端施加载荷，使试样的工作部分受轴向拉力沿轴向伸长，一般进行到拉断为止。其试验过程一般经历三种失效形式，即过量弹性变形，塑性变形和断裂。测定试样对外加载荷的抗力，可以求出材料的强度指标，测定试样在破断后塑性变形的大小，求出材料的塑性指标。这些性能指标都具有一定的实用意义，是设计指标，材料选择，工程评定及材料检验的主要依据。本章将介绍这些性能指标的物理概念及实用意义，讨论上述三种失效形式的基本规律和原理。

重点：材料在静拉伸时的力学行为概述
一、应力和应变
应力和应变，大家不会陌生，这是本门课程很基本也是很重要的概念，我们一起来复习一下。
应力——物体承受外加载荷作用时单位截面积上的内力。单位：MPa
正应力：垂直于作用平面的法向载荷产生的
切应力：平行于作用平面的切向载荷产生的
应变——单位长度上的伸长
1.条件应力与其实应力
条件应力（工程应力）——σ=P/F。载荷P除以试样原始截面积F。
P—拉伸载荷；F。—原始截面积；
其实应力——载荷P除以试样某一变形瞬时截面积F  ：
S=P/F；
在拉伸过程中Fσ，其应力大于条件应力。
由于F=F。-ΔF=F。（ 1-ΔF/F。）=F。（1-4）；
所以 S=P/F=P/F。（1-4）=σ/（1-4）； 
可是，拉伸时随着   值增加，S与σ的差值逐渐加大。
2.条件应变与其实应变
1)条件应变（条件相对伸长）——条件相对断面收缩；
条件应变（工程应变）即条件相对伸长——ε=(l-l。）/l。；
lo——试样原始标距长度；
l——试样在载荷P作用下的标距长度；
条件相对断面收缩——ψ=（F。-F）/F。
                    F。——试样原始截面积；
F——试样在载荷P作用下的面积；
2）其实应变——瞬时伸长dl与瞬时长度l之比的积分值。
其实应变与条件应变的关系：
e=㏑l/l。=㏑(1+ε);
ψe=㏑F/F。=㏑（1-ψ）；
ε和ψe 的数值才比较接近，在其他情况下，ε值很大，ψ值很小。ψ与e之差要比ε和e 之差小。可是，条件应变中的ψ要比ε更接近于其实应变e(ψe)。
条件切应变——切向载荷引起的切位移a与相邻两截面间的距离h之比，也等于试样转动角度θ  的正切:
r=a/h=tanθ

二 、应力应变状态
（一）应力应变状态的表示方法
应力状态——某点的应力变化情况为该点的应力状态。构件受力后，通过其内任意一点的各个截面上在该点处的应力情况，称为该点处的应力状态。

应变状态——某点的应变变化情况，称为该点的应变状态。一般是取一单元六面体，作用在单元体上的应力分量共有九个，其中六个为切应力分量，三个为正应力分量。具有六个独立的应力分量。描述一点的应力状态用张量表示为：的 
切应力的脚标，一个表示力所作用平面的法线方向，二个表示力的作用方向。

同理，任一点的应变状态也可以用九个应变分量来表示，具有六个独立的应变分量，其张量表示式为：的
应力应变分量之间的关系：遵循广义虎克定律:
                                        εx=1/E[σx-μ(σy+σz)];
                                        εy=1/E[σy-μ(σx+σz)];
                                        εz=1/E[σz-μ(σx+σz)];
                                         rxy=ζxy/G;
                                         rxz=ζxz/G;
                                         ryx=ζyz/G;
其中：E——正弹性模数，G——切弹性模数,μ——泊松系数；
结论：1）不同取向的单元体，应力分量不同；
      2）不同取向单元体，总的应力效果相同，即张量（σ）不变;　
由以上结论，我们可以找到这样一个特殊的单元体（主单元体）只存在正应力，没有切应力，此时有两个概念，即：
主平面——切应力等于零的平面;
主应力——在主平面上作用的三个应力，用σ1、σ2、σ3表示，且规定σ1>σ2>σ3;其中σ1很大，称一主应力,σ2次之，称二主应力；σ3很小，称三主应力。
因此，任一点的英里状态，可用三个点的主应力来表示，即：的　　
显然主单元体上也只有三个主应变，此时，应变张量为：
的（三个主应变）
此时，虎克定律为：
               ε1=1/E[σ1-μ(σ2+σ3)];
               ε2=1/E[σ2-μ(σ1+σ3)];
               ε3=1/E[σ3-μ(σ2+σ1)];
主应力，主应变状态下，应力应变分量很大，故一般总是以此为分析基础，处理起来比较简单。
依据主应力数值不同，一般可分为单向，双向，三向应力状态。
１.单向应力状态
   a．单向拉伸应力状态:
   σ1＞0; σ2=σ3=0;
   b.单向压缩应力状态
２．双向应力状态　　
对平面拉伸应力状态，有两个主应力，三个主应变。
薄板裂纹或缺口前端就是这种应力状态。
３．三向应力状态
a.三向拉伸应力状态
b.平面应变应力状态
即平面应变应力状态是三向拉应力状态的一个特例。在厚板裂纹常是这种应力状态，裂纹当量扩展：
由此可以说明：不同加载方式下，应力状态是不同的；反之，不同的应力状态也说明加载状态不同。

（二）应力状态软性系数　　
在外力作用下金属的任一点的应力，可以用截面上的正应力分量和切应力分量来表示。随着截面方位的不同，其正应力和切应力相对值也不同。其中某一截面上的正应力很大，即为该点应力的很大正应力分量。另一截面上切应力很大，即为该点应力的很大切应力分量。如单向拉伸试验时，垂直截面上正应力很大，为σ°；４５度方向截面切应力很大，为1/2 σ°。所以拉伸时其应力的很大正应力和切应力分别为σ和1/2σ° 对于一般复杂的应力状态，其相当很大正应力和切应力。可根据力学二强度理论和三强度理论求解。即
                ζmax ——用三强度理论（很大切应力理论）:
                ζmax=(σ1-σ3)/2;
                σmax——用二强度理论（很大伸长线应变理论）:
                σmax=σ1-μ(σ2+σ3);
一般用二者的比值表示他们的相对大小，叫做应力状态软性系数。即：
              α=ζmax/σmax
对钢铁材料来讲α=(σ1-σ3)/[2σ1-0.5(σ2+σ3)];
金属在变形和断裂过程中，正应力和切应力的作用是不同的。只有切应力才能起到塑性变形和韧性断裂，而正应力一般只引起脆性断裂。因此，我们可以根据金属受力的应力状态的    值去分析判断金属塑性变形和断裂的情况。也就是说，计算    值是为评定塑性变形难易程度，   值越大，材料的塑性变形越强，材料的塑性就越好；反之，  值越小，则金属易脆断。常见的几种加载方式的应力状态软性系数如P7及表1-1。

三.拉伸曲线与应力应变曲线
一般拉力试验机都带有自动记录装置，可把作用在试样上的力和所引起的伸长自动记录下来，绘出载荷——伸长曲线，这种曲线叫做拉伸曲线或拉伸图。