El modelo de material elástico lineal plástico con endurecimiento lineal se define a partir de una combinación de los 2 modelos precedentes. Este tipo de comportamiento se conoce también como ley bilineal, y en muchos casos resulta suficiente para describir el comportamiento elastoplástico de muchos materiales con suficiente grado de representatividad.
Este comportamiento se define como una zona inicial de la curva en que el comportamiento es elástico lineal (por tanto, caracterizado por un módulo elástico E y un coeficiente de Poisson) que llega hasta que se alcanza la tensión de fluencia σ0. A partir de ese instante se inicia la deformación plástica con una ley de endurecimiento que viene dada por la pendiente de la curva en el segundo tramo de la curva (&deltaE), siendo 0 < &delta < 1.
El modelo mecánico representativo de este comportamiento es un sistema formado por un resorte E1 (comportamiento elástico lineal) colocado en serie con un segundo elemento formado por otro resorte E2 y un plano de fricción σ0 colocados en paralelo (que controla la parte plástica de la curva).
Identificando parámetros entre la curva del material y el modelo de comportamiento se obtienen las relaciones E=E1 y &deltaE=E1E2(E1+E2), a partir de lo cual la ley del material queda: