一种材料应变‑硬度关系检测方法，利用可获得大应变的待测试样，对半管形试样带球形凹坑的轴向侧平面进行喷漆处理，将喷漆后的半管形试样垂直放置于上下模的中心，通过自上而下的挤压以产生压缩变形，在变形同时通过采集形变图像获得应变原位测定数据；将压缩变形后的半管形试样切割后镶嵌至酚醛树脂中进行硬度测试，通过对硬度数据修正后拟合得到应变‑硬度关系。本发明结合数字图像技术实时测定试样的应变分布，并直接测量变形后试样的表面硬度分布，以测得应变和硬度数据为基础，确定材料的应变‑硬度关系。