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2014 | Buch

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Excel + VBA für Maschinenbauer

Programmieren erlernen und technische Fragestellungen lösen

verfasst von: Harald Nahrstedt

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Kurze Einführung in EXCEL+VBA, die an etlichen Programmbeispielen aus der Technik zeigt, wie dieses Werkzeug sinnvoll zu nutzen und einzusetzen ist. Das Buch basiert auf der Version EXCEL 2010, ist aber für alle anderen Versionen auch gültig. Leser erlernen selbstständig das Programmieren und Problemstellungen zu lösen. Das Buch ist damit ein hilfreicher Ratgeber durch einen Großteil des Maschinenbaustudiums. In der aktuellen Auflage wird neben kleinen Verbesserungen der Ansatz der modellbasierten Softwareentwicklung für VBA mithilfe von Sprachelementen aus UML als Basis und deren Anwendung an einem objektorientierten Projekt gezeigt.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einführung in VBA

Zusammenfassung

VBA wurde ursprünglich entwickelt, um Anwendungen (Applications) unter Office anzupassen. Solche Anwendungen sind Word, Excel, Access, Outlook, u. a. Und darin liegt die Einschränkung. Im Gegensatz zu Visual Basic, lässt sich Visual Basic for Application nur in einer solchen Anwendung nutzen. Doch VBA ist noch viel mehr als nur eine einfache Programmiersprache. VBA besitzt nicht nur eine Entwicklungsumgebung (IDE = Integrated Development Environment), sondern ermöglicht auch eine objektorientierte Programmierung. Zusätzliche Werkzeuge erlauben das Testen und Optimieren von Prozeduren.

Harald Nahrstedt

2. Berechnungen aus der Statik

Zusammenfassung

Die Statik (lat. stare, statum = feststehen) ist die Lehre der Wirkung von Kräften auf starre Körper im Gleichgewichtszustand. Die Statik befasst sich also mit dem Zustand der Ruhe, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die an einem Körper angreifenden Kräfte miteinander im Gleichgewicht stehen. Wird das Gleichgewicht der Kräfte gestört, kommt es beispielsweise zu bleibenden plastischen Verformungen oder zum Bruch. Die Folge sind einstürzende Brücken und Bauwerke.

Harald Nahrstedt

3. Berechnungen aus der Dynamik

Zusammenfassung

Die Dynamik befasst sich mit den Bewegungen und deren Änderungen, die ein System unter Einwirkung von Kräften erfährt. Zu den zentralen Begriffen gehören Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung ebenso, wie Kraft und Masse. Den Widerstand eines Körpers gegen eine Bewegungsänderung nennt man Trägheit.

Harald Nahrstedt

4. Festigkeitsberechnungen

Zusammenfassung

Von Maschinenteilen und Bauwerken wird ausreichende Festigkeit verlangt. Durch alle möglichen Belastungen und deren Kombinationen dürfen keine bleibenden Formänderungen auftreten, noch darf es zum Bruch kommen. Die Festigkeitslehre hat die Aufgabe, auftretende Spannungen zu berechnen und somit ein Maß für die Sicherheit, bzw. daraus resultierende Abmessungen vorzugeben.

Harald Nahrstedt

5. Berechnungen von Maschinenelementen

Zusammenfassung

Der Begriff Maschinenelement ist eine Fachbezeichnung des Maschinenbaus. Als Maschinenelemente werden nicht weiter zerlegbare Bestandteile einer Maschinenkonstruktion bezeichnet. Sie sind auf grundsätzlich naturwissenschaftlichen Prinzipien beruhende technische Lösungen. Neue Maschinenelemente entstehen durch den Konstruktionsprozess, bei dem die Berechnung der Funktionstüchtigkeit im Vordergrund steht.

Harald Nahrstedt

6. Technische Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung

Zusammenfassung

Die Anfänge zum Einsatz statistischer Methoden in der Technik gehen auf die 20er-Jahre des 1900 Jahrhunderts zurück. Karl Daeves fand die ersten Gesetzmäßigkeiten in der beginnenden Massenproduktion. Seine Untersuchungsmethodik stand damals unter dem Begriff Großzahlforschung. In den letzten Jahrzehnten standen immer mehr Probleme der Industrie im Vordergrund. Beurteilung von Messreihen, Stichproben in Produktionen und vieles mehr. So hat sich der Begriff Technische Statistik gebildet. In diesem Wissenschaftsgebiet unterscheidet man zwei grundsätzliche Bereiche. Der erste Bereich befasst sich mit der Untersuchung und Auswertung von Datenmengen. Im Wesentlichen sind dies statistische Prüfverfahren, sowie Regressions- und Korrelationsanalysen zur Darstellung von Wirkzusammenhängen. Der zweite Bereich befasst sich mit Methoden der Eingangs- und Endkontrolle und der Überwachung von Produktionsprozessen. Hier hat sich der Begriff Statistische Qualitätskontrolle heraus geprägt.

Harald Nahrstedt

7. Wirtschaftliche Berechnungen

Zusammenfassung

Wirtschaftlichkeit ist ein Zentralbegriff der Betriebswirtschafts- und Managementlehre über den sparsamen Umgang mit den Ressourcen Material, Personal und Maschinen. Durch niedrige Kosten und kurze Durchlaufzeiten kann man in der Fertigung viel zur Wirtschaftlichkeit beitragen. Die Wirtschaftlichkeit ist eine Kennzahl, die das Verhältnis von Ertrag zum Aufwand misst. Ein Handeln nach dem Wirtschaftlichkeitsprinzip bedeutet, aus Alternativen die zu wählen, die die höchste Wirtschaftlichkeit aufweist. Bei einer rein mengenmäßigen Betrachtung spricht man auch von technischer Wirtschaftlichkeit, Technizität oder Produktivität. Meist genügt eine Mengenrelation nicht, dann stehen als Beispiel auch Leistung, Nutzen für Output und Kosten für Input. Gelegentlich wird mit Wirtschaftlichkeit der Grad angegeben, der für bestimmte Vorgaben erreicht wurde.

Harald Nahrstedt

8. Berechnungen aus der Strömungslehre

Zusammenfassung

Die Strömungslehre ist ein Teil der Mechanik und wird auch Hydro- oder Fluidmechanik genannt. Ihre Aufgabe ist die Untersuchung von Flüssigkeiten und Gasen auf Druck-, Geschwindigkeits- und Dichteänderungen, sowie auftretende Strömungskräfte und vorhandene Energieinhalte. Je nach Bewegungszustand und Fluid kann man sie unterteilen in ruhende und strömende Fluide. Grundlage der Strömungslehre bilden die Newtonschen Bewegungsgesetze (Sir Isaac Newton, 1643-1727).

Harald Nahrstedt

9. Berechnungen aus der Thermodynamik

Zusammenfassung

Die Thermodynamik befasst sich mit Wärmeprozessen, insbesondere der Umwandlung von Wärme in eine andere Energieform (oder umgekehrt). Die klassische Thermodynamik untersucht Gleichgewichtszustände, im Allgemeinen abgeschlossener Systeme, sowie die Zustandsänderungen beim Übergang von einem Gleichgewichtszustand in einen anderen, die mit einer Zu- beziehungsweise Abfuhr von Wärme oder mechanischer Energie (Arbeit) sowie Temperaturänderungen verbunden sind. Der Zustand eines thermodynamischen Systems im Gleichgewicht wird durch einen Satz thermodynamischer Zustandsgrößen (Temperatur, Druck, Volumen, Energie, Entropie, Enthalpie u. a.) festgelegt, die durch Zustandsgleichungen miteinander verknüpft sind.

Harald Nahrstedt

10. Berechnungen aus der Elektrotechnik

Zusammenfassung

In der Elektrotechnik wird die technische Anwendung der Elektrizität umgesetzt. So befasst sich die Elektrotechnik, unter anderem, mit der Energieerzeugung (Energietechnik) und der elektromagnetischen Informationsübertragung (Nachrichtentechnik). Die Elektrotechnik entwickelt Bauteile und Schaltungen, welche in der Steuer-, Regel-, und Messtechnik, sowie in der Computertechnik ihre Anwendungen finden. Eine besondere Wechselbeziehung besteht zur Informatik. Zum einen liefert die Elektrotechnik die für die angewandte Informatik notwendigen technischen Grundlagen elektronischer Computersysteme, andererseits ermöglichen die Verfahren der Informatik erst die Funktionalität derart komplexer Systeme. Wir wollen uns in diesem Kapitel mit elementaren Themen befassen.

Harald Nahrstedt

11. Berechnungen aus der Regelungstechnik

Zusammenfassung

Die Regelungstechnik befasst sich mit Signalen. Diese geben Information über die augenblicklichen Zustände betrachteter Systeme und werden von Regeleinrichtungen aufgenommen und verarbeitet. Ein Netzwerk aus gegenseitigen Signalbeziehungen bildet die Grundlage eines Wirkplans. Regeltechnische Probleme finden sich nicht nur im Ingenieurbereich, sondern auch im biologischen, soziologischen und wirtschaftlichen Bereich, eigentlich bei allen naturwissenschaftlichen Denkmodellen. Vom grundlegenden Wirkplan her, führen der eine Weg in die mathematische Theorie und der andere in die Gerätetechnik. Daher versteht sich die Regelungstechnik auch als Verbindung von mathematischen Beschreibungen und gerätetechnischer Gestaltung.

Harald Nahrstedt

12. Berechnungen aus der Fertigungstechnik

Zusammenfassung

Die Fertigungstechnik ist ein Fachgebiet des Maschinenbaus. Sie befasst sich mit der wirtschaftlichen Herstellung und dem Einbau von Erzeugnissen. Die Grundbegriffe der Fertigungsverfahren sind in DIN 8580 zusammengefasst. Das Arbeitsfeld der Fertigungstechnik ist das Entwickeln, Weiterentwickeln und das Anwenden der Fertigungsverfahren. Zu den Hauptgruppen zählen das Urformen, Umformen, Trennen, Fügen und Beschichten. Ein weiteres Gebiet befasst sich mit der Veränderung stofflicher Eigenschaften.

Harald Nahrstedt

13. Berechnungen aus der Antriebstechnik

Zusammenfassung

Die Getriebetechnik als Fachgebiet des Maschinenbaus umfasst praktisch alle für den Ingenieur wichtigen Aspekte bei der Umsetzung von Kräften und Momenten. Die Basis zur Bestimmung der Lageänderung von Elementen bilden Berechnungen der Bahnen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen bewegter Systeme. Aus der Bestimmung von Kräften resultieren ebenso Festigkeitsbetrachtungen wie auch Standzeitverhalten. Ich stelle mit den nachfolgenden Themen den Festigkeitsaspekt in den Vordergrund und werde aber auf meiner Homepage auch Berechnungen zu Bewegungsabläufen abhandeln.

Harald Nahrstedt

14. Technische Dokumentation mit Excel

Zusammenfassung

Eine Technische Dokumentation besteht in der Regel aus einer Vielzahl von Dokumenten. Je nach Art und Inhalt lässt sie sich in verschiedene Bereiche unterteilen. Von reinen Beschreibungen als generellen Text, über Aufstellungen mit Hinweisen und Checklisten mit Vermerken, bis hin zu Technischen Darstellungen. Auch die Technischen Berechnungen (Gegenstand dieses Buches) gehören dazu. In diesem Kapitel möchte ich erste Anregungen geben, ohne dabei auf die vielen Regeln und Normen zu achten, die es für diese Dokumentationsart gibt. Zu den Aufgaben eines Ingenieurs gehört neben der Berechnung und Konstruktion von Systemen auch die Verwaltung von Informationen. Die nachfolgenden Betrachtungen dienen zum Aufbau von Informationsstrukturen.

Harald Nahrstedt

15. Technische Modelle mit Excel

Zusammenfassung

Mit der zunehmenden Mediengestaltung gerät auch das Technische Modell wieder in den Vordergrund. Neben der mathematischen Beschreibung mechanischer Systeme, ist oft auch die Beschreibung durch Ersatzsysteme oder Modelle erforderlich. Sie bieten außerdem eine gute Lernhilfe für den technischen Unterricht. Zu den Aufgaben eines Ingenieurs gehört neben der Berechnung und Konstruktion von Systemen auch die Vermittlung von Wirkzusammenhängen. Die nachfolgenden Betrachtungen dienen zum Aufbau von Technischen Modellen.

Harald Nahrstedt

Backmatter

Titel: Excel + VBA für Maschinenbauer
verfasst von: Harald Nahrstedt
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-05959-0
Print ISBN: 978-3-658-05958-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-05959-0

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