一、实验目的
本实验旨在通过实际操作，加深对工程力学基本原理的理解，掌握材料在不同载荷作用下的变形与破坏特性。通过测量和分析实验数据，提高学生的动手能力与数据分析能力，为今后的工程实践打下坚实基础。
二、实验内容
本次实验主要包括以下几部分：
1. 拉伸试验：测定低碳钢在拉伸过程中的应力-应变曲线，观察其屈服、强化和断裂现象。
2. 压缩试验：测试材料在轴向压力下的变形行为，了解其抗压性能。
3. 弯曲试验：研究梁在集中载荷作用下的挠度变化，验证弯曲理论的基本公式。
4. 剪切试验：测定材料在剪切力作用下的强度极限，评估其抗剪能力。
三、实验设备与材料
- 电子万能试验机
- 游标卡尺、千分尺
- 引伸仪
- 低碳钢试样、铸铁试样等
- 计算机及数据采集系统
四、实验步骤
1. 准备阶段：
- 检查实验设备是否正常运行。
- 测量并记录试样的原始尺寸（如直径、长度等）。
- 安装试样于试验机夹具中，确保对中良好。
2. 拉伸试验：
- 开启试验机，缓慢加载，记录不同载荷下的位移数据。
- 观察试样变形情况，直至发生断裂。
- 记录最大载荷及断口形态。
3. 压缩试验：
- 将试样放置于压缩夹具中，调整至合适位置。
- 缓慢施加压力，记录载荷与变形关系。
- 注意观察试样是否发生失稳或断裂。
4. 弯曲试验：
- 将试样安装在支撑装置上，施加集中载荷。
- 使用引伸仪测量挠度变化，记录数据。
- 分析挠度与载荷之间的关系。
5. 剪切试验：
- 将试样置于剪切夹具中，逐步增加剪切力。
- 记录剪切破坏时的载荷值。
- 观察破坏形式，分析材料性能。
五、实验数据与结果分析
1. 拉伸试验数据
| 载荷 (kN) | 位移 (mm) | 应力 (MPa) | 应变 (%) |
|------------|------------|-------------|-----------|
| 0| 0| 0 | 0 |
| 10 | 0.2| 150 | 0.05|
| 20 | 0.4| 300 | 0.1 |
| 30 | 0.6| 450 | 0.15|
| ...| ...| ... | ... |
根据上述数据绘制应力-应变曲线，可清晰看出材料的弹性阶段、屈服点、强化阶段和断裂点。
2. 压缩试验结果
材料在受压过程中表现出良好的稳定性，未出现明显失稳现象，但最终仍因塑性变形而发生破坏。
3. 弯曲试验分析
实验数据表明，梁的挠度随载荷增大而线性增加，符合欧拉-伯努利梁理论的预测。
4. 剪切试验结果
剪切破坏发生在试样中部，破坏面较为平滑，说明材料具有一定的抗剪能力。
六、结论
通过本次工程力学实验，我们深入了解了材料在不同载荷作用下的力学行为，掌握了实验数据的采集与处理方法。实验结果验证了相关理论的正确性，并提高了我们对工程结构安全性和可靠性的认识。同时，也认识到实际工程中材料性能的复杂性，为今后的学习与研究提供了宝贵的经验。
七、思考与建议
1. 在实验过程中，应注意试样的安装与对中，避免因偏心加载导致误差。
2. 实验数据的记录应做到准确、及时，以便后续分析。
3. 可结合有限元仿真软件对实验结果进行对比分析，进一步提升实验的科学性与实用性。
附录：实验照片、原始数据表、图表等（可根据实际情况添加）
