一、课程基本概况
课程名称：机械设计 课程负责人：赵爽
学分学时：4学分，64学时 所属学院： 机械学院
教学对象：大三机械类专业本科生 课程类别：专业必修课
二、课程思政典型案例
案例名称: 螺栓事故案例
1.课程章节及名称： 第14章螺纹联接设计 第5节螺栓组的结构设计与受力分析
2.教学目标
知识目标：
教学知识点一：掌握单个螺栓联接的受力分析；
教学知识点二：掌握螺栓组联接的受力分析和结构设计。
能力目标：会进行螺栓组结构设计及螺栓受力分析和选型。
育人目标：培养学生认真、细致的学习态度和从事工程技术工作，作为一名工程技术人员应具备的认真、严谨的工作作风。
3.教学思想
螺栓是机器中使用最多、最标准化的零件，据不完全统计，有关紧固件的标准有400多个，完全超过其他通用件的标准。
一颗微小、看似不起眼的螺栓，却在我们的生活中起着巨大的作用。螺栓能把一个个零散的零件或部件连接起来，成为一个能够供我们使用的机器。少一颗螺栓都不能组成一个完整的整体，甚至螺栓的尺寸（长度或直径）不符合要求或者松动，都将会引起安全隐患。小小螺栓看起来貌似微不足道，但引起的安全事故也会令人心惊胆战。
一般学生，甚至工程师和工人，在设计和生产过程中很难重视螺栓及螺栓组的受力分析计算，即使有计算过程，也是非常简单的计算，没有完全考虑相关部件的强度及外载荷，更对螺栓问题导致的安全事故知之甚少。
本章节在讲授螺栓设计时，通过引入一些令人惊心动魄的事故事例，以血的教训来向学生说明“千里之提，溃于蚁穴”的道理，从而培养学生求真、求实、一丝不苟、精益求精的工匠精神，让学生明白，做为未来的一名工程师应该具备的职业素养。
4.课程思政教学实施
课前准备
提前3周布置讨论大作业题目，让学生自己搜索螺栓相关思政素材，准备上课交流。螺栓联接设计课前布置学生课前预习要求，提前学习课程思政网站学习资料。
案例资源：
网址1：https://www.sohu.com/a/203132939_487461；
网址2：http://www.chinazbj.com/Mobile/MArticles/xxlsyfdsgj.html；
网址3：https://www.sohu.com/a/235353113_723576
网址4： http://blog.sciencenet.cn/home.php? mod=space&uid=50811&do=blog&id=550978
教学过程
思政案例引入：
通过事故图片导入思政案例，分别从螺栓的数量、直径大小和松动三个方面引入事故案例，以血的教训给学生以警醒，培养学生一丝不苟、认真、求实、精益求精的工匠精神。
（1）螺栓数量问题导致的事故案例
2017年11月6日18时35分，深圳市威宏志五金制品有限公司女工罗某在操作37号冲床时被旁边突然发生倾倒的36号冲床砸到头部和左肩，经抢救无效死亡，倒下的冲床机座分离。
倒塌冲床照片
出事的冲床是深圳市威宏志五金制品有限公司于2015年7月安装的设备，平时用来生产加工DVD五金零件。理应来说，承受冲击载荷的机械设备，很少因正常工作时遭破坏，更何况是突然在几乎没有任何预兆的情况下发生倒塌。
事故调查人员发现，倾倒的冲床，就是因为没有通过地脚螺栓进行紧固连接以及基座侧面应该安装两颗螺栓，但是只安装一颗螺栓，故酿成事故！
为了减少安装麻烦，该工厂贪图省事，仅在冲床原固定位置四角采取了钢筋限位，但这种措施只是防止机器晃动，而不能保障其稳固性。再者，冲床机座侧面理应安装2颗螺栓，可出事的冲床只安装了一个，且由于常年用于作业生产，安装的螺栓慢慢松动，所以才会造成机器重心失稳，导致傾翻。
（2）螺栓尺寸问题导致的事故案例
1990年6月10日，英国航空的 5390号班机在飞行过程中，驾舱的一块挡风玻璃突然飞落，机长上半身被吸出机外，万幸除机长和抱住他的空乘外无人受伤，在副机长的努力下安全降落。
事故原因是驾舱刚更换过的挡风玻璃螺钉不合格，90颗固定螺钉里有84颗的直径为0.026英寸（1毫米），要比标准的小；其余的6颗的长度是0.1英寸（3毫米），则比标准的短。
（3）螺栓松动问题导致的事故案例
2018年5月27日晚，印度安得拉邦一家游乐场的摩天轮在运行时发生事故，一车厢多人跌落。一名10岁女童丧生，另造成6人重伤，其中包括3名儿童。事故原因是摩天轮螺栓松动脱落引起了摩天轮一节车厢脱落飞出。
2013年8月10日，阿根廷罗萨里奥一处游乐园缆车上的一个座舱螺栓发生松动，从30米高空坠落，造成2人死亡，多人受伤。
阿根廷缆车事故图
对于承受静载荷工况的连接，如果螺栓松动会引起螺栓受力不均匀，松的螺栓承受的载荷会减小，没有松动的螺栓受力会增加，根据具体的结构不同情况稍有不同，如果连接处螺栓数量比较多，有一个螺栓松动不会有致命的影响，但如果连接处仅有两个螺栓，一旦其中一个发生松动，另一个螺栓就会承担大部分的载荷，并且受力形式也发生比较大的变化，载荷大到一定程度后，紧的螺栓可能先断裂，然后松动的螺栓承受所有载荷，以致无法承重而断裂。 当螺栓承受疲劳载荷时，如果有一个螺栓松动，预紧力大大降低，当承受交变载荷时，螺栓的预紧力变化范围比较大，螺栓自身的应力幅值会比其他螺栓更高，会造成早期疲劳断裂。 螺栓一旦断裂，后果不堪设想。
