GEJALA PADA PEMBEBANAN STATIS
Deformasi material di bawah pengaruh tegangan merupakan gejala yang sangat kompleks, sehingga harus disederhanakan dalam berbagai arah agar dapat dipahami. Salah satu penyederhanaan ini adalah asumsi bahwa beban diberikan secara bertahap, seperti misalnya dilakukan pada spesimen saat uji tarik dan tekan.
Jika batang baja yang dibebani tarik dikenai beban yang meningkat secara bertahap dan diukur dilatasi ℇ-nya, diperoleh diagram yang ditunjukkan pada gambar.
_1= Batas proporsionalitas _2 =Batas elastisitas 3 = Batas bawah luluh 3’= Batas atas luluh
Pada awalnya dilatasi sangat kecil dan sebanding dengan tegangan, sebagaimana dituntut oleh hukum Hooke. Mulai dari suatu tegangan tertentu kesebandingan berhenti dan dilatasi bertambah lebih cepat. Letak tepat batas kesebandingan ini sulit ditentukan. Semakin akurat pengukurannya, semakin rendah nilai yang diperoleh. Untuk sebagian besar bahan, batas ini berada pada δ=0, dan hukum Hooke kemudian hanya merupakan pendekatan pertama terhadap perilaku elastis, suku pertama dalam pengembangan deret Taylor fungsi ℇ=ℇ (δ) di sekitar titik awal koordinat. Jika batang dibebaskan dari beban, terlihat bahwa, apabila tegangannya tidak terlalu besar, deformasi juga hilang sesuai dengan hukum Hooke. Namun, hal ini juga berubah jika tegangan tertentu yang berada dekat batas proporsionalitas, yang disebut batas elastis; dilampaui. Pada saat itu, deformasi total terdiri atas bagian elastis (kembali) dan bagian inelastis (permanen). Batas elastis pun tidak dapat ditentukan secara tepat; batas ini berada semakin rendah semakin tinggi ketelitian pengukuran.
Namun, karena hal ini memiliki arti teknis yang besar, sebab merupakan batas penting dalam hampir semua perhitungan kekuatan bahan, dan pada saat yang sama juga batas tempat timbulnya kerusakan permanen pertama, maka untuk pengujian spesimen ia didefinisikan secara tegas melalui suatu konvensi yang diterima, sehingga, misalnya, sebagai batas 0,2% ditetapkan tegangan yang pada saat itu regangan permanen mencapai 0,2%.
Segera setelah batas elastis terlampaui, deformasi meningkat tajam dan dapat terlihat dengan mata telanjang; pada tegangan yang hampir konstan, batang terus memanjang. Tegangan ini disebut batas luluh.
Pada mesin hidrolik untuk pengujian bahan, selain itu dapat diamati setelah awal luluhnya penurunan tegangan yang lebih atau kurang nyata, sebagaimana ditunjukkan pada grafik dengan garis putus-putus; maka maksimum disebut batas luluh atas, sedangkan tegangan luluh konstan yang kemudian terjadi disebut batas luluh bawah.
Setelah mencapai regangan tertentu, yang hampir sepenuhnya tidak elastis, tegangan mulai naik lagi, material mengalami pengerasan. Pada daerah pembebanan ini terjadi pengurangan yang nyata pada penampang batang akibat kontraksi lateral (tidak elastis), dan perkembangan lebih lanjut dari diagram tegangan dan regangan terutama bergantung pada apakah, dalam perhitungan tegangan, gaya tarik P yang bekerja pada batang dibagi dengan penampang awal Fo atau penampang sesaat F. Untuk keperluan teknis, yang menarik adalah tegangan P/F. Tegangan ini melewati maksimum, yang disebut kuat material, dan ketika maksimum itu terlewati, batang menyempit tajam di satu tempat dan putus. „Tegangan nyata“ P/F meningkat sampai runtuh.
Perilaku logam lain dalam banyak hal menyimpang dari yang diuraikan di sini. Aliran plastis sering tidak tampak, dan pengerasan mulai segera setelah batas elastis terlampaui.
Pada material getas (batu, kaca, beton) deformasi tidak elastis umumnya kecil dan pada regangan yang kecil saja sudah terjadi patah. Regangan total yang dialami material hingga patah merupakan ukuran keuletan (kebalikannya: kerapuhan) material, dan untuk baja ditentukan secara tepat dalam persyaratan teknis. Namun, karena tepat sebelum patah deformasi lanjutan terkonsentrasi di sekitar bagian penampang yang menyempit, diperoleh nilai regangan patah yang berbeda, tergantung apakah untuk panjang ukur diambil bagian batang yang lebih besar atau lebih kecil, sehingga untuk memperoleh hasil yang seragam dan dapat dibandingkan satu sama lain harus terlebih dahulu ditetapkan suatu konvensi tertentu. Regangan saat patah umumnya diukur dengan cara menandai panjang ukur l = 10 d pada batang bulat berdiameter d sebelum pengujian dan dari pertambahannya ∆l dihitung regangan patah ℇSl= ∆1/1.
Jika perlu menguji batang dengan penampang yang berbeda, panjang ukur ditentukan menurut diameter batang silinder bundar yang mempunyai luas penampang sama.