上周改大三的课程设计图纸。
翻到第三组的连接板，M20的螺栓，孔边距才18mm。我当时就拍了下讲台——不是生气，是真的见太多了。学生算完连接板的拉伸强度，算完螺栓的剪切强度，转头把挤压强度的验算忘得一干二净。
那些被学生跳过的验算页
之前我翻往届的课程设计报告，十份里有七份的挤压强度部分，是最后一天凑的数。拿教材上的许用挤压应力直接往公式里套，连接触面的实际形状都没搞对。
我之前真的以为是大家懒。后来找三个去年这门课挂科的学生聊了两小时才发现，根本不是懒——是教材上的公式太干了。
教材上明明白白写着挤压强度条件：σjy=Fjy/Ajy≤[σjy]。学生盯着这行字就懵。Fjy到底是螺栓受的力，还是板受的力？Ajy到底是整个孔的横截面积，还是半圆柱的接触投影面积？
没人给掰碎了说。
我后来在课上做了个小演示。拿两块6mm厚的铝板，穿个M12的普通螺栓，拧到两块板刚好贴合没有间隙，再放到液压机上慢慢加压。压到第八吨的时候，铝板的孔边已经鼓出来一圈肉眼可见的塑性变形，前排的学生凑到实验台边盯，有个平时总坐后排的小孩突然喊：”哦！原来挤的不是整个孔的圆周啊！”
对，就是那半圈和螺栓贴在一起的位置，应力是从接触中线往两边逐渐衰减的，根本不是均匀分布。之前教材上的公式把这层简化掉了，学生就真的以为整个孔壁都在承受一样大的挤压力。
我改了三次的课堂例题
最早我用的课堂例题是起重机吊钩的螺栓连接，结构复杂，载荷路径绕得远，学生算到一半就开始走神，抬头盯着窗外的梧桐树发呆。后来我直接把自己车间用裂的那块L型连接板带到课堂上——就是平时夹铣削工件的简易夹具，两个M16的螺栓，裂的位置就在下侧螺栓孔的边缘，断口是那种被慢慢压溃的塑性变形，不是脆性断裂。
这块板我用了三年。之前设计的时候，算完拉伸和剪切强度就直接投产，结果用了不到两个月，孔边就开始掉渣，最后直接裂到板的边缘。
这点我踩过坑。
很多学生做设计的时候，总想着把螺栓直径选得越大越保险。错的。螺栓直径从M16升到M20，对应的螺栓孔直径也会跟着变大，连接板的净截面拉伸强度反而会下降。更关键的是，挤压失效的主体永远是两个接触件中材质更软的那一个。比如你用8.8级的高强度钢螺栓，插在Q235的连接板上，就算螺栓的挤压强度再高，先被压溃的永远是软的钢板孔壁。
之前有个学生给我交的报告，算铝制连接板的挤压强度，拿的是高强度螺栓的许用挤压应力。我当时看了半天，不知道该从哪改起。
后来我给学生留的”无公式”作业
之前我总要求学生把所有强度验算都写在报告里，公式抄写、参数选取、计算过程、结果判断，一步都不能少。后来发现根本没用。学生为了凑够页数，公式抄得工工整整，根本没想过每个参数到底对应什么实际的结构。
上周我把作业改了。不要写任何公式，不要套任何教材上的例题，就给他们两块Q235板、一个M16的8.8级螺栓，让他们说三个最容易出现失效的位置，哪个位置最先坏，为什么。
有个平时总不交作业的学生，交上来的作业写了三行：螺栓和孔接触的那半圈，板比螺栓软，所以板的孔边先被压出塑性坑；如果孔边离板的外边缘太近，这个坑就会把边挤裂；如果板太薄，挤出来的变形会直接把板顶穿。
我当时看完就给他打了满分。比那些抄了半页公式、把许用应力值选错的学生，强太多了。
其实挤压强度根本不是什么需要绕弯子的复杂知识点。就是两个有硬度差的零件，贴在一起互相挤，硬的那个把软的那个压出坑，压得太狠了就裂了。你不用从弹性力学开始推三页积分，拿一块裂了的实物给学生看，他们瞬间就懂了。
当然真做设计的时候，也不能光凭感觉。孔边距的设计余量，比理论计算的精度更影响实际使用的可靠性。教材上给的最小孔边距是2d，很多学生就真的卡着2d的尺寸画图，实际加工的时候，孔的位置偏个0.5mm，边距就不够了，装上去一受力，边直接就崩了。说实话，做设计的时候多留个10%的余量，比你把应力值算到小数点后三位都管用。
那个之前画18mm孔边距的第三组，我把那块裂了的L型板放他们桌上，没说什么大道理。第二天他们就把图纸改了，孔边距调到30mm，还在报告的备注里写，怕加工有偏差，多留了点余量。
挺好的。
