一种被广泛使用和认可的材料特性是材料的强度。但是“力量”这个词是什么意思呢？“强度”可以有很多含义，让我们仔细看看材料的强度是什么意思。我们将看一个非常简单的实验，它提供了大量关于材料强度或机械行为的信息，称为拉伸试验。拉伸试验的基本思想是将材料样品放置在两个称为“夹具”的夹具之间，用于夹紧材料。该材料具有已知尺寸.

例如长度和横截面积。然后我们开始对一端夹持的材料施加重量，而另一端固定。我们不断增加重量（通常称为负载或力），同时测量样品长度的变化。拉伸试验随着重量的增加，材料被垂直拉伸的动画。可以在家里做一个非常简单的测试。如果您有办法将某些材料的一端悬挂在一个不动的实心点上，那么您可以在另一端悬挂重物。在增加重量的同时测量长度的变化，直到零件开始拉伸并最终断裂。该测试的结果是负载（重量）与位移（拉伸量）的关系图。

由于拉伸材料所需的重量取决于材料的尺寸（当然还有材料的特性），因此材料之间的比较可能非常具有挑战性。进行适当比较的能力对于为材料必须承受某些力的结构应用而设计的人来说非常重要。横截面积动画显示平面切割实体形状以指示横截面。我们需要一种能够直接比较不同材料的方法，使我们报告的“强度”与材料的尺寸无关。我们可以通过简单地将施加到材料上的载荷（重量或力）除以初始横截面积来实现。我们还将其移动量（位移）除以材料的初始长度。这产生了材料科学家所说的工程应力（载荷除以初始横截面积）和工程应变（位移除以初始长度）。通过查看材料的工程应力应变响应，我们可以比较不同材料的强度，而与它们的尺寸无关。

要使用应力应变响应来设计结构，我们可以将所需的载荷除以工程应力，以确定能够承受该载荷所需的横截面积。例如，一根直径为1/8”的钢丝可以装下一辆小型汽车。同样，事情并不总是那么简单。我们需要了解“强度”或工程应力的不同含义。现在情况变得更加复杂。

让我们看看不同强度值的含义，并看看我们可以从这个简单的测试中获得的其他重要属性。最简单的方法是检查工程应力与工程应变的关系图。下图是普通钢螺纹杆的拉伸试验图，是一般金属拉伸试验的一个很好的例子。工程应力的单位是ksi，表示每平方英寸一千磅。请注意单位中对面积的引用。应变单位当然是无单位的，因为我们用距离除以距离。