응력-변형률 선도 (Stress-Strain Diagrams)
공학에서 사용되는 재질의 물성들은 재료의 시편 시험에 의해서 결정된다. 이 시험은, 인장 및 압축상태의 정적 및 동적 하중을 포함해서, 여러 방법으로 하중을 시편에 가할 수 있는 시험 장비를 갖춘 재료 실험실에서 수행된다. 아래 동영상은 이러한 장비 중 하나이다. 시험 시편이 부하 장비 중앙에 위치하고, 제어판이 오른쪽에 있는 별도 장치이다. 시험결과를 용이하게 비교하기 위해서는 시편의 치수와 하중을 적용하는 방법이 표준화되어 왔다. 주요 표준화 기관들 중 하나로 재료와 시험에 대한 사양과 표준을 발표하는 국립기술학회인 미국재료시험학회(ASTM: American Society for Testing and Materials)가 있다. 그 밖의 표준화 기관으로 미국표준협회(ASA: American Standards Association)와 국가표준국(NBS: National Bureau of Standards)가 있다. 가장 일반적인 재료시험은 아래 동영상에서와 같이 원통형 시편에 인장하중을 가하는 인장시험이다. 시편의 형상은 응력 분포가 복잡한 끝단보다 응력계산이 용이한 중앙 균일영역에서 발생하도록 그립에 맞게 양끝단이 확대되어 있다. 아래 동영상은 하중에 의해 파단되기까지의 강재 시편을 보여 준다. 시편에 두개의 팔로 부착된 오른쪽 장치는 하중을 가하는 동안 연신율을 측정하는 신장계(extensometer) 이다. ASTM 표준 인장시편은 직경 0.5 in. 이고 신장계 팔이 시편에 부착된 점들 사이의 표점거리(gage length)가 2.0 in. 이다. 시편이 당겨지는 동안 하중 P가 자동 또는 계기판으로부터 판독되어 계측되고 기록된다. 표점거리 상의 연신(elongation)은 하중과 동시에, 전기저항식 변형률 측정기 또한 사용되나, 통상 위의 동영상의 기계적 측정기에 의하여 계측된다. 정적 시험에서는 하중이 매우 천천히 가해지나, 동적 시험에서는 하중속도(rate of loading)가 높고 물성에 영향을 주기 때문에 또한 계측되어야 한다. 시