静载作用下的现象
材料在应力作用下的变形是一种非常复杂的现象，因此必须从不同方面加以简化，才能加以理解。这些简化之一是假定荷载是逐渐施加的，例如在拉伸和压缩试验中对试样所采用的方式。
如果将承受拉力的钢杆施加逐渐增大的荷载，并测量其 伸长量 ℇ，可得到图中所示的图表。
_1= 比例极限 _2 =弹性极限 3 = 屈服下限 3’= 上屈服极限
起初，伸长量很小，并且与应力成正比，这符合 Hooke 定律。从某一特定应力开始，比例关系 终止，伸长增长得更快。这个比例极限的准确位置很难确定。测量越精确，得到的数值就越低。对大多数材料而言，它位于 δ=0，因此 Hooke 定律此时仅表示 弹性行为 的第一近似，即在坐标原点附近函数 ℇ=ℇ (δ) 的 Taylor 级数展开的第一项。 如果将杆件卸载，就会发现，当应力并不太大时，变形也会按照胡克定律消失。 但如果超过某一接近比例极限的应力，即所谓的 弹性极限，这种情况也会发生变化；此时总变形由弹性（可恢复）部分和非弹性（永久）部分组成。弹性极限也无法精确确定，测量精度越高，其值就越低。
然而，由于它具有很大的技术意义，因为它是几乎所有材料力学计算中的重要界限，同时也是首次出现永久损伤的界限，所以在试样试验中，通常通过某种约定将其严格定义，例如，把永久延伸达到 0,2% 时的应力称为 0,2% 的界限。
一旦超过弹性极限，变形就会迅速增大，并可肉眼观察到；在几乎恒定的应力下，杆件会持续伸长。该应力称为 屈服极限。
在材料试验用液压机中，还可以在屈服开始后观察到应力有或多或少明显的下降，如图中的虚线所示；此时峰值称为_上_屈服极限，而随后出现的恒定屈服应力称为_下_屈服极限。
当达到某一伸长量后，材料几乎完全失去弹性，应力又开始上升，材料发生硬化。在这一加载阶段，由于（非弹性）横向收缩，杆件横截面积会明显减小，而应力—应变图的后续变化主要取决于计算应力时，是把作用在杆件上的拉力 P 除以初始截面 Fo，还是除以当前截面 F。对于技术目的而言，关注的是应力 P/F。该应力会达到一个最大值，称为材料强度；当这一最大值过去后，杆件会在某一处剧烈缩颈并断裂。“真实应力” P/F 一直增长到破坏。
其他金属的行为在很大程度上与此不同。屈服往往并不明显，而硬化会在刚超过弹性极限后立即开始。
对于脆性材料（石材、玻璃、混凝土），非弹性变形通常很小，且在很小的延伸率下就会发生破坏。材料在破坏前所承受的总延伸率是材料延性（相反为脆性）的一个指标，对钢材则在技术条件中有明确规定。然而，由于在即将破坏之前，进一步的变形会集中在缩颈部位附近，因此当测量长度取杆件较大或较小一段时，断裂延伸率会得到不同数值；为了获得明确且可相互比较的结果，必须事先采用某种约定。断裂延伸率通常通过以下方式测定：在直径为 d 的圆杆上，于试验前标记测量长度 l = 10 d，并由其伸长量 ∆l 计算断裂延伸率 ℇSl= ∆1/1。
如果需要试验其他截面的杆件，则测量长度按具有相同横截面积的圆柱形圆杆直径确定。