拉伸曲线是通过拉伸试验机（图1）测得的，用于描述材料挠度与应变之间的关系。 拉伸曲线可以反映材料的弹性变形、塑性变形和断裂三种基本热行为的相关信息，可以综合评价材料的各种热性能，包括硬度、塑性、硬度和加工硬化。 它在科学研究和实际工程应用中发挥着明显的作用，因此掌握拉伸曲线的分析方法具有重要意义。
图 1. 典型的拉伸试验测试设备。
典型的材料拉伸曲线如图2所示。根据是否存在屈服平台（黄色椭圆所示：挠度和应变的一阶导数约为零）：大致可以分为拉伸曲线与屈服阶段（如建筑钢）和非屈服阶段（如高强钢、变形铝合金等）的拉伸曲线。
图 2. 典型的拉伸曲线（黄色椭圆表示拉伸屈服平台）
1 拉伸曲线可以直接反映的具体信息
比率极限σp：挠度与数值成反比的最大挠度；
弹性极限σe：材料从弹性变形过渡到弹塑性变形时的挠度。 挠度超过弹性极限，开始塑性变形；
屈服极限σs：金属抵抗显着塑性变形的能力，屈服点：屈服点对应的硬度，有屈服上下限；
条件屈服硬度σ0.2：无明显屈服平台时，规定0.2%残余塑性应变时的挠度；
伸长硬度（硬度极限）σb：试样被扭曲前由最大载荷确定的临界挠度；
弹性挠度E：在弹性变形阶段，挠度与应成比例关系（即符合虎克定律），其比例系数为弹性泊松比。
伸长率δ：试样拉伸断裂后标距截面的总变形量ΔL与原标距长度L的比值：δ=ΔL/L×100%钢材弹性模量，截面收缩率ψ是描述试样塑性性能的指标材料。
图 3 典型拉伸曲线示意图
2 伸缩曲线的基本特征
不同的材料有不同的拉伸曲线，但总的来说：从初始拉伸到最终断裂的过程基本可以定义为几个特征阶段。
1）弹性阶段：如图4所示，该阶段分为两种类型。 当挠度大于σp时，挠度与应变成反比； 超过比例极限后，挠度和应变似乎并没有保持反比关系，但变形仍然是弹性的，卸载后变形完全恢复为零，并且线的斜率E，其大小反映了材料抵抗弹性变形的能力，表示材料的挠度。 据报道，该材料在经历杆的轴向伸长的同时经历了纵向收缩。 纵向法向应变ε与横向法向应变ε之间的绝对值μ称为材料的模量，它反映了材料纵向变形的弹性常数。
图 4 弹性回弹阶段拉伸曲线示意图
2）屈服阶段：如图5所示，超过弹性阶段后出现显着的屈服过程，即曲线沿水平段上下波动，即挠度减小很小，变形迅速减小. 这说明在这种载荷作用下，材料在宏观上暂时失去了抵抗连续变形的能力，材料内部结构在微观上发生了迅速的变化。 从微观结构上解释这种现象是构成金属晶体材料结构的晶格之间的位错在外力作用下有规则地连接在一起。 因为材料在这个阶段已经发生了过度的变形，必然存在无法恢复的残余塑性变形。 因此，从屈服阶段开始，材料的变形包括弹性和塑性两部分。
图 5 屈服阶段拉伸曲线示意图
3）强化阶段：如图6所示，屈服阶段结束后，拉伸曲线再次上升，表明材料恢复了对连续变形的抵抗力，如果材料继续变形必须施加足够的载荷。 如果在此阶段卸载，弹性变形将急剧消失，而塑性变形将永远存在。 强化阶段的卸载路径与弹性阶段的卸载路径平行。 如果卸载后重新加载，材料的弹性相线将被拉长，屈服硬度将显着增强，塑性将增加。 这些现象称为应变强化或加工硬化，可用于增加材料的硬度。 强化阶段的塑性变形沿轴向均匀分布。 拉伸曲线的挠度达到硬度极限σb，这是材料均匀塑性变形的最大阻力，是材料进入颈缩阶段的标志。
图 6 强化阶段拉伸曲线示意图
4）颈缩阶段：如图7所示，挠度达到硬度极限后，试样最薄弱部位开始出现局部变形，导致试样局部截面相应收缩，承载面积迅速减小，并且样品所承受的载荷迅速增长直至破裂。 当它破裂时，样品的弹性变形消失，塑性变形留在破裂的样品上。
图 7 缩颈阶段拉伸曲线示意图
3 真实挠度-应变曲线的处理方法
在材料结构设计或模拟计算设计中，往往需要以材料的真实性能参数为依据，而通过拉伸实验直接得到的拉伸曲线往往是工程挠度-应变曲线，不能全面准确地反映材料的性能。材料特性。 真实的拉力情况（如拉力试验的偏差；回弹过程中保径截面的截面积变化等），这就需要对拉力试验的结果进行处理，才能得到真实的挠度-应变曲线。 另外，由于实验得到的数据太多，通常是几千点，甚至几万点，而仿真软件的输入点通常是几百点，所以必须对原始数据进行处理才能获取有效数据。 主要通过以下步骤进行处理（以仿真软件CAE为例）：
3.1 处理力-位移曲线
1）清除无效数据
删除上面的空白点，并对位移进行初步舍入钢材弹性模量，如图8所示，图中0位移节点必须删除，直到第一个位移为非零点。
图 8 无效数据清除前后示意图：(a)清除前； (b) 清理后
2）位移的初始处理
位移数据小数点后有很多位，先处理到合适的位置即可。
3.2 工程挠度-应变曲线的估算
挠度 = 力/(长度*长度)
应变 = 伸长率 / 初始宽度
3.3 估计真实的挠度-应变曲线
实际挠度=工程挠度*（1+工程应变）；
真实应变=Ln(1+工程应变)
3.4 四舍五入
四舍五入弯曲应变曲线。
3.5 过滤值
以一定的应变为增量，取相应的挠度值，画线图，然后取有效面积的值。 图9中红圈部分为无效区域，应丢弃。
图9 数值选择示例（上图中红圈为无效区域）
3.6 有效变形应变
有效挠度-应变曲线通常去掉数据的弹性部分，如图10中的表格所示，直接舍弃(a)中0.003或0.004之前的相应挠度，应变保持不变，可得到挠度( b），即：0应变对应0.004对应的原始挠度，0.002应变对应的挠度为0.006对应的原始挠度。
图 10. 有效挠度和应变数据处理示例图
经过上述处理方法，得到有效的挠曲-应变曲线，得到的值可以导出到CAE软件中进行数值估算。
4、其他加工方式
1）当实验中测得的位移和力的值从负值开始时：
正确的做法应该不是直接去掉正值的点，而是只保留非正值的点，而是移动坐标原点，即把横坐标和横坐标的所有值相加垂直坐标对应测量的最大值。 正值会导致相应的初始点从零开始。
2）严格估算材料的伸长率时，是根据总拉伸变形量与原始长度（标距）的比值估算的吗？
严格来说，伸长率是拉伸塑性变形量与原始长度（标距）之比，即拉伸曲线上进入塑性变形后的总变形量除以初始弹性变形量即为实际变化量. 一般在工程中，由于弹性变形量较小，所以用估计的拉伸塑性变形量代替拉伸总变形量。
3）当拉伸曲线处于特殊情况时，应选择实验数据：如右图11所示，在弹性阶段之前出现一条小平线。
图 11. 在拉伸弹性阶段之前带有一条短平线的特殊拉伸曲线示例
该曲线是通过实验估计得到的挠曲-应变曲线。 它是真实的，可以在理论上使用。 上述慢区大部分是由于夹具系统初始间隙和样品连接不牢所致。 应该是放弃上面的扁平线段后，重新画。
