Malzemelerin mukavemeti, esnek cisimlere uygulanan dış kuvvetler ile oluşan deformasyonlar ve gerilmeler arasındaki ilişkilerle ilgilenir. Yapıların ve makinelerin tasarımında, tatmin edici malzemeler kullanılacaksa ve işlevsel kuvvetlere direnmek için yeterli oranlar elde edilecekse, malzemelerin dayanım ilkelerinin uygulanması gereklidir.

Kuvvetler yerçekimi hareketi, hareketli parçaların ivmeleri ve darbeleri, basınç altındaki gazlar ve sıvılar, mekanik gücün iletilmesi vb. ile üretilir. Bir cismin gerilmelerini ve sapmalarını analiz etmek için büyüklükleri, yönleri ve cisme etki eden kuvvetlerin uygulama noktaları bilinmelidir.

Bir cisme kuvvet uygulanmasında zaman unsuru önemli bir husustur. Böylece bir kuvvet statik olabilir veya maksimum değeri statikmiş gibi ele alınabilecek kadar yavaş değişebilir. Bir darbeyle olduğu gibi aniden uygulanabilir, tekrarlayan veya döngüsel bir davranışa sahip olabilir.

Kuvvetlerin bir makineye veya parçaya etki ettiği ortam da önemlidir. Yüksek ve düşük sıcaklıklar gibi faktörler aşındırıcı gazların, buharların ve sıvıların varlığı, radyasyon vb. parçaların gerilimlere ne kadar iyi dayanabileceği üzerinde belirgin bir etkiye sahip olabilir.

Malzemelerin birçok mekanik özelliği, ekteki şekillerdeki eğrilerde gösterildiği gibi bazıları gerilmeler ve gerinimler arasındaki ilişkileri veren testler sayesinde belirlenir.

Stres: Stres, birim alan başına uygulanan kuvvettir ve genellikle inç kare başına pound olarak ifade edilir. Gerilme malzemeyi germe veya uzatma eğilimindeyse buna çekme gerilmesi denir. Malzemeyi sıkıştırmak veya kısaltmak için basınç gerilimi ve malzemeyi kesmek için kesme gerilimi kullanılır. Çekme ve basınç gerilmeleri her zaman dikkate alınan alana (normale) dik açılarda hareket eder. Kesme gerilmeleri her zaman alan düzlemindedir (basınç veya çekme gerilmelerine dik açılarda).

Birim gerinim: Gövde bir yüke maruz kaldığında bir cismin boyutunun değiştiği miktarın, cismin boyutunun orijinal değerine bölümüdür. Birim gerinim yerine genellikle daha basit olan gerinim terimi kullanılır.

Orantısal sınır: Bir gerilme-gerinim eğrisi üzerinde, gerilme ve gerinim arasındaki doğrusal ilişkiden sapmaya başladığı noktadır.

Elastik limit: bir test numunesinin maruz kalabileceği ve yükün serbest bırakılmasından sonra hala orijinal uzunluğuna geri dönebileceği maksimum gerilimdir. Bir malzemenin çalışma gerilimi elastik sınırı aşmadığında ve elastik bölge içinde, çalışma gerilimi elastik sınırı aştığında ise plastik bölgede gerildiği söylenir. Çeliğin elastik limiti, tüm pratik amaçlar için orantı limiti ile aynıdır.

Akma: Akma noktası, gerilmede karşılık gelen bir artış olmaksızın gerinimdeki ani bir artışın olduğu gerilme-gerinim eğrisi üzerindeki bir noktadır. Tüm malzemelerin bir akma noktası yoktur.

Akma dayanımı: Test numunesinde kalıcı deformasyon olmaksızın uygulanabilecek maksimum güçtür. Bu, elastik limiti olan malzemeler için elastik limitteki gerilmenin değeridir. Elastik limiti belirlemenin zorluğu; birçok malzemenin elastik bir bölgesi olmadığından, akma mukavemeti genellikle kayma mukavemeti ile gösterildiği gibi ofset yöntemi ile de belirlenir. Böyle bir durumda akma mukavemeti, orijinal boyutun genellikle yüzde 0,1 veya 0,2’si olan belirli bir kalıcı ayar veya gerinme miktarına karşılık gelen gerilim-gerinim eğrisinde gösterilen gerilim değeridir.

Nihai mukavemet (çekme mukavemeti olarak da adlandırılır): Bir gerilme-gerinim eğrisinde elde edilen maksimum gerilme değeridir.

Kesme Özellikleri: Kesme-akma dayanımının özellikleri doğrudan kesme ve burulma testleri ile belirlenir. Tek kesme mukavemeti, cismin iki parçaya ayrılmasına neden olan yerinde yan tarafına uygulanan kuvvet miktarıdır. Çift kesme kuvveti, cismin yan tarafına iki yerden uygulanan kuvvetin üç parçaya ayrılmasına neden olan miktardır.

Yorulma: Bir malzeme birçok gerilim ters çevrimine veya dalgalanmasına maruz kaldığında (geri dönüş olmaksızın uğradığı değişim), herhangi bir çevrimdeki maksimum gerilim, gerilimin sabit olması durumunda arızanın meydana geleceği değerden önemli ölçüde daha az olsa bile arıza meydana gelebilir. Yorulma özellikleri, test numunelerinin stres döngülerine tabi tutulması ve arıza döngülerinin sayısının sayılmasıyla belirlenir.

Esneklik: Esneklik, oda sıcaklığında kırılmadan kalıcı şekil değiştirmeden çeliğin uğradığı değişimlerdir. Esnekliğin tersi kırılganlıktır.

Metalin mekanik özellikleri, bu amaçla üretilmiş fikstür ve mastarlar kullanılarak test edilir. Akma mukavemeti, gerilme mukavemeti ve uzama aşağıda gösterilene benzer bir fikstür kullanılarak test edilir.

Kesme mukavemeti, mühendislik uygulamasına bağlı olarak tek veya çift kesme olarak ifade edilir. Kesme mukavemeti aşağıdaki gibi test edilir: