물체 변형의 크기를 나타내는 변형률(strain)에는 탄성 변형률과 소성 변형률(plastic strain)이 선형적으로 결합되어 있다. 전자는 물체에 작용하고 있던 하중이 제거되면 함께 사라져 물체를 초기 형상으로 복원시키고자 한다. 반면 후자는 하중을 제거하여도 여전히 남게 되어 물체가 영구적으로 변형된 형상을 유지하도록 한다.
하중의 크기가 항복응력(yield stress)을 초과하지 않을 정도로 작은 경우에는 탄성 변형률만 존재하게 되지만, 항복응력을 초과하게 되면 소성 변형률도 함께 발생하게 된다. 이와 같이 항복응력을 초과한 물체의 변형을 소성변형 영역에 있다고 하며, 응력-변형률 선도(stress-strain diagram)는 직선이 아닌 곡선 형태로 표현된다. 변형이 탄성영역 내에 있을 경우에는 응력과 변형률은 선형적인 관계를 나타내며 응력-변형률 선도의 기울기는 변형률의 값과는 무관하게 항상 일정한 값을 가지게 된다. 이 기울기를 탄성계수(elastic modulus) 혹은 영률(Young’s modulus)이라고 부른다.
하지만 소성변형 영역에서는 탄성계수를 사용하지 않고 선도의 접선 기울기로 물체의 강성을 표현한다. 그리고 이 기울기는 변형률의 크기에 따라 변하는 값으로 이 기울기를 특별히 탄소성 접선계수로 정의하고 있다.
.등가(equivalence)라는 용어는 임의 물체에 있어 관심이 되는 물리량과 대등한 효과를 나타내도록 치환된 물리량을 일컫는다. 예를 들어, 좌측이 고정되어 있는 가느다란 외팔보의 우측단에 분포하중이 작용하고 있다고 가정하자. 우측단의 처짐량이 관심이 되는 효과라고 설정하였을 때, 동일한 처짐량을 일으키는 우측단의 집중하중은 분포하중에 대한 등가 하중이라 할 수 있다. 그리고 등가라는 용어는 관심의 대상이 되는 물체와 물리량이 설정되어 있어야 한다.
하나 이상의 서로 다른 매질 혹은 입자들로 구성되어 있는 혼합체의 경우, 각 구성 매질 혹은 입자의 재료 물성치(material property)는 거의 대부분 이미 알려져 있다. 하지만 혼합체의 재료 물성치는 혼합비율, 혼합 구조, 구성입자 크기 등과 같은 미시적 인자(microscopic parameter)들에 민감한 영향을 받기 때문에 재료 내 각 지점에 따라 다른 값을 가진다. 다시 말해 균질성(homogeneity)과 등방성(isotropy) 어느 하나도 만족하지 않는 재질이다. 하지만 변형, 최대 변형률, 응력 및 온도 등과 같은 거시적(macroscopic)인 물리량이 관심이 되는 경우에는 굳이 각 지점에 따라 변하는 상세한 재료 물성치 정보가 필요로 하지는 않는다. 다만, 이러한 거시적 물리량과 동일한 크기를 나타내는 등가의 물성치만으로 충분하다.
등가 물성치란 임의 혼합체가 특정한 물리량에 대해 거시적인 측면에서 동일한 효과를 나타내는 치환된 균질 등방성 물성치를 의미한다. 예를 들어, 콘크리트와 같은 혼합체에 있어 동일한 최대 처짐량을 나타내는 균질 등방성의 탄성계수(elastic modulus)와 프와송 비(Poisson’s ratio)는 콘크리트의 등가 물성치에 해당된다. 등가 물성치는 거의 대부분 대상 물체의 관심 영역에 대한 평균화(averaged) 혹은 균질화(homogenized)된 물성치로써, 가장 간단한 등가 물성치 평가기법으로 선형 혼합법칙(linear rule of mixtures)이 있다.
.