采用不同的材料試試驗設計分析檢測圖像顯微鏡
材料的力學行為是關于材料變形和斷裂的研究。材料試驗是用來評估材料
力學行為的，如它在屈服強度或斷裂韌度方面對失效的抵抗能力。為了確
保設計能夠滿足要求，需要將材料的強度與構件服役過程中的預期應力進
行比較。
對于不同的材料失效形式，需要采用不同的材料試驗方法和試驗性工
程設計分析方法。這些失效形式包括彈性變形、塑性變形和蠕變變形。彈
性變形在卸載后會迅速恢復到原來的形狀，而塑性變形則是永久變形。蠕
變是隨時間累積的變形。其他材料失效形式與開裂有關，如脆性斷裂或韌
性斷裂、環境開裂、蠕變斷裂和疲勞。脆性斷裂是由靜載荷引起的，斷裂
時只有很小的變形發生，而韌性斷裂發生時則經歷了相當大的變形。環境
開裂是由不利的化學環境引起的。蠕變斷裂是一種與時間相關的斷裂，通
常為韌性斷裂。疲勞是由于循環加載引起的裂紋逐漸發展和擴展而造成的
失效。經常采用一種稱為斷裂力學的特殊方法來專門分析工程構件的裂紋
。
工程設計是一個選擇所有必要的細節來描述機器、車輛或機械結構的
過程。從根本上來說，設計是一個迭代（試錯）過程，每一步都需要將所
有關注點和要求一起考慮來進行分析，必要時還要進行折中和調整。在設
計后期，對樣機和構件進行試驗以及服役經歷的監測通常是非常重要的。
在工程產品的合成、試驗和實際服役過程的一個或多個階段中，都可能需
要對其變形和開裂進行分析。
技術的不斷推進和革新對工程設計人員提出了新的挑戰，要求更有效
地使用和改進材料。因此，歷史的發展趨勢是隨著材料抗失效能力的增強
，不斷地改進試驗和分析的方法。
變形和開裂具有重大的經濟意義，尤其是在汽車和飛機領域中。在所
有經濟領域中，為了避免斷裂及對斷裂所產生的后果進行補償而造成的成
本大約占GNP的4%。
