Учебное пособие: Использование возможностей Microsoft Excel в решении производственных задач
Учебное пособие: Использование возможностей Microsoft Excel в решении производственных задач
Содержание
Занятие 1 - Определение инерционных
характеристик главного вала горячештамповочного
автомата
Занятие 2 - Обработка эксперимента по определению
приведенного модуля объемной упругости жидкости
Занятие 3 - Расчет коэффициентов
математической модели на примере исследования операции вырубки листовых
образцов
Занятие 4 - Исследование операции вытяжки цилиндрического
стакана из плоской заготовки
Занятие 5 -
Обработка данных экстремальных экспериментов на примере исследования операции
вытяжки листовых образцов
Занятие 6 - Исследование операции обжима
Занятие 7 - Оптимизация раскроя листового
материала
Занятие 8 - Обработка данных экспериментов с несколькими выходными переменными
Занятие 1 - Определение инерционных характеристик главного
вала горячештамповочного автомата
Цели работы:
· познакомиться
с основными понятиями электронной таблицы
· освоить
основные приемы заполнения и редактирования таблицы
· научиться
сохранять и загружать таблицы
Постановка задачи:
Определить массу и момент инерции главного вала горячештамповочного
автомата:
m - масса цилиндра; J - момент инерции цилиндра
r=7850кг/м3
- плотность
V - объем; D - наружный диаметр; d - внутренний
диаметр; h - высота
r0 - расстояние от
оси цилиндра до оси вращения
Последовательность выполнения
1.
Запустить EXCEL
2.
Развернуть окно EXCEL во весь экран и рассмотреть его
(Используйте стандартные кнопки управления окном, расположенные
в правом верхнем углу окна)
2.1.
Основные элементы окна:
· верхняя
строка - заголовок окна с кнопками управления
· вторая
строка - меню EXCEL
· третья
и четвертая строки - панели инструментов Стандартная и Форматирование
· пятая
строка - строка редактирования формул
· строки
между пятой и предпоследней - рабочее поле таблицы, состоящее из пронумерованных
ячеек
· вторая
снизу - ярлыки листов (для переключения между рабочими листами) и полоса прокрутки
· последняя
строка - строка состояния
2.2.
прочитать назначение кнопок панели Стандартная и Форматирование, медлено перемещая курсор по кнопкам.
3.
Произвести настройку экрана
3.1.
В меню Вид, установить флажки b (если их нет) щелчком мыши в следующих элементах:
Строка формул, Строка состояния
3.2.
В меню Вид выбрать команду Панели
инструментов4,
в открывшемся подменю установить флажки b
в следующих элементах: Стандартная, Форматирование.
3.3.
В меню Сервис, выбрать команду
Параметры… и раскрыть вкладку Вид,
3.4.
Проверить установку флажков и переключателей
В группе Отображать - Строка формул, строка состояния
В группе Примечания - Только индикатор
В группе Объекты - Отображать.
В группе Параметры окна - все кроме Авторазбиение на страницы, Формулы
Раскрыть вкладку Общие и проверить установку
переключателя Защита от макровирусов, установить Листов в новой книге - 3.
Нажать кнопку ОК
4.
Основные понятия электронных таблиц
4.1.
Рабочее поле - 16384строки, 256столбцов. Каждое пересечение
строки и столбца образует ячейку, в которую можно вводить данные (текст, число или
формулу)
4.2.
Номер строки (числа на левой границе рабочего поля), буква
столбца на верхней границе рабочего поля (A-Z,AA-AZ,BA-BZ…)
4.3.
Ячейка - пересечение строки и столбца - может содержать текст, число,
формулу, имеет уникальный адрес, состоящий из буквы столбца и номера строки
(например B3)
4.4.
Указатель ячейки - жирный черный прямоугольник, с точкой в правом
нижнем углу, определяющий текущую ячейку. Может перемещаться мышью (щелчок левой
клавишей мыши по ячейке) и клавишами управления курсором (на клавиатуре)
·
Выделите ячейку D4 - мышью, а затем вернитесь
в ячейку A1 с помощью клавиш управления курсором.
4.5.
Блок - прямоугольная область смежных ячеек, Адрес блока состоит
из координат противоположных углов, разделенных двоеточием (B13: C19)
4.6.
Книга - программа на EXCEL, состоит из (по умолчанию) рабочих листов
(по умолчанию - 3 для Excel97 и 16 для Excel7), переход от одного листа к другому - щелчком по ярлыку
·
перейти к Лист3, вернуться к Лист1
5.
Выделение основных элементов
5.1.
мышью
строки (столбца) - щелкнуть мышью по цифре (букве) - имени
строки (столбца)
нескольких смежных строк (столбцов) - щелкнуть по цифре
(букве) первой строки (столбца) и не отпуская кнопку мыши протащить курсор до последней
строки (столбца)
блок - щелкнуть мышью по угловой ячейке блока (например,
левый верхний угол) и не отпуская кнопки протащить курсор до противоположной угловой
ячейки (например, правый нижний угол), либо щелкнуть по первой угловой ячейке блока,
а затем с нажатой клавишей Shift по
противоположной угловой ячейке блока.
несмежные ячейки (блоки) - выделить первый блок (ячейку,
столбец, строку), а затем выделить последующие с нажатой клавишей CTRL
·
выделить блок B2: E12 - первым способом, D3:
F14 - вторым,
·
выделить строки, столбцы 3, F, 1: 5, J: M
·
выделить несмежные блоки (A2: B5; D3: E8),
(8: 12; D: E)
5.2.
клавиатурой: выделение блока-
перейти в ячейку, занимающую угол блока,
нажать SHIFT и раздвигать область клавишами управления курсором
·
выделить блок C4: F10
5.3.
весь лист - нажать на пустую кнопку в левом верхнем углу на пересечении номеров
и строк
6.
Основные приемы заполнения таблиц данными (текст, число, дата, время, формула)
- общий принцип - переместиться в нужную ячейку, набрать данные (не более 240 символов),
нажать ENTER, или перейти в другую ячейку мышью или клавишами
6.1.
Текст - если первый символ - буква, то EXCEL автоматически считает данные
- текстом, если текст начинается с цифры, то нужно сначала ввести символ апостроф
‘ (в латинском режиме). По умолчанию текст прижимается к левой границе. При вводе
данных в правую ячейку изображение текста будет обрезано, но сам он сохранится
·
ввести в ячейку A1 текст:
·
Расчет массы и момента инерции главного вала
автомата AO339 (в дальнейшем подобные задания будут записаны как:
·
A1 ® Расчет массы и момента инерции главного вала
автомата AO339)
·
A2 ® Выполнен
6.2.
Числа - начинаются со знака или без него. Если число очень большое (или маленькое)
то EXCEL отображает его в экспоненциальной форме (3Е10 - означает 3´1010). Если необходимо ввести
десятичное число - то в качестве разделителя используется либо десятичная точка,
либо десятичная запятая (в зависимости от настройки Windows).
По умолчанию число прижимается к правому краю.
Занесите в ячейки данные, необходимые для расчета инерционных
параметров венца зубчатого колеса
·
A4®1.780 (с точкой!) (это будет наружный диаметр участка (в
метрах))
·
B4®1,560 (с запятой!) (это - внутренний диаметр)
Проверьте в какой ячейке введено десятичное чисто (оно будет
прижато к правому краю), исправьте число в ячейке, в которой десятичный разделитель
был введен неправильно. Для правильного ввода десятичного разделителя, независимо
от настройки, следует пользоваться точкой справа на дополнительной клавиатуре.
Исправления можно выполнять либо непосредственно в ячейке, предварительно
указав на нее курсором и выполнив двойной щелчок правой клавишей мыши, либо в строке
формул, для чего необходимо сначала одинарным щелчком выделить нужную ячейку, а
затем перевести курсор в строку формул, щелкнув правой клавишей мыши в позиции редактирования.
·
С4 ® 0,29 (это - высота участка)
·
D4 ® 0 (это - расстояние до оси вращения)
6.3.
Дата - через дробь дд/мм/гг, дд-мм-гг, (либо месяц буквами, в зависимости
от настройки английским или русскими) - после фиксации в качестве разделителя используется
точка.
6.4.
EXCEL преобразует дату в число равное количеству прошедших суток от 1 января
1990 г
·
B2 ® текущая дата (например для 12 марта: 12-04)
6.5.
Формула - арифметическое выражение, состоящее из последовательности чисел,
ссылок на ячейки и функций, соединенных арифметическими знаками и начинающихся со
знака =. Завершение ввода формулы - нажатие клавиши ENTER,
либо щелчок мышью по кнопке b (зеленого
цвета) в строке формул. В ячейке после этого появляется результат. Формула отображается
в строке формул.
Можно вводить ссылки на ячейки вручную, а можно путем указания
на соответствующую ячейку мышью.
Например для ввода в ячейку Е4 формулы для определения массы
зубчатого венца =3,14*7850* (A4^2-B4^2) *C4/4 необходимо выполнить
следующую последовательность действий:
установить курсор в ячейку Е4
набрать =3,14*7850* (с клавиатуры щелкнуть по ячейке A4 набрать ^2- щелкнуть по ячейке B4 набрать ^2) * щелкнуть по ячейке C4 набрать /4 щелкнуть по кнопкеb (зеленого цвета) в строке формул
6.6.
Попробуйте заменить какие-нибудь числа в ячейках A4:
C4 и убедитесь, что значения в ячейке E4
также изменяются. Проверьте на калькуляторе правильность записанной формулы.
6.7.
Число p=3.14¼ можно
заменить его точным значением, использовав встроенную функцию ПИ (). Для этого необходимо
двойным щелчком выделить число 3,14 и на этом месте ввести с клавиатуры ПИ (), либо воспользоваться мастером функций, выполнив следующую
последовательность действий:
щелкнуть по кнопке fx на панели - Стандартная
в открывшемся окне в группе Категория выбрать - Математические
в группе Функции выбрать функцию ПИ
нажать на кнопку ОК в нижней части окна
щелкнуть по кнопкеb
(зеленого цвета) в строке формул
7.
Заполните ячейки A5¼D12 значениями
размеров соответствующих участков вала, разбив его на цилиндрические участки и поместив
в столбец A значения наружного диаметра,
в столбец B - внутреннего, C - высоты
цилиндра.
8.
Основные приемы редактирования таблиц
8.1.
Операции с ячейками, строками, столбцами, блоками.
Прежде, чем произвести какие-либо действия с элементом его надо
выделить.
Действия по перемещению, копированию, удалению и очистке блока
можно производить несколькими способами:
Ä
с помощью кнопок панели инструментов (Вырезать,
Копировать, Вставить)
Ä
через меню (в меню Правка команды Вырезать, Копировать, Вставить,
Удалить, Очистить, Заполнить)
Ä
с помощью мыши, методом Drag and Drop (перетащи и брось) -
Ä
с помощью контекстно-зависимого меню (меню правой кнопки мыши при
щелчке по выделенному элементу)
8.2.
Копирование
Ä
методом Drag and Drop
выделить ЧТО (диапазон ячеек которые копируются),
перевести указатель мыши на границу выделенного диапазона так,
чтобы указатель превратился в стрелку, направленную влево под углом
нажать левую клавишу мыши и удерживать клавишу CTRL на клавиатуре.
Рядом с указателем появится маленький знак + признак операции копирования.
мышью выделенный диапазон перетащить в необходимый диапазон книги.
В процессе перетаскивания границы копируемого диапазона будут отображаться на экране,
что облегчает позиционирование копируемого диапазона на новое место.
после позиционирования копируемого диапазона на новом месте следует
сначала отпустить левую клавишу мыши, а затем клавишу CTRL на клавиатуре.
Ä кнопками панели инструментов
- выделить ЧТО, кнопка Копировать, выделить КУДА, кнопка Вставить
·
скопировать A1 ® в A14 методом Drag and Drop
·
скопировать A4: E4 в A15: E15 с помощью кнопок панели
инструментов. Обратить внимание на изменение формулы в ячейке E15 - ссылки на ячейки с исходными данными автоматически изменились.
При выполнении операции копирования, в том случае, если в ячейке записана формула,
то ссылки на ячейки в формуле изменяются в соответствии с расстоянием (по столбцам
и строкам) на которое был перемещен диапазон.
8.3.
Очистка - выделить необходимы диапазон и нажать DEL
·
очистить ячейки в 14 и 15 строках
8.4.
Перемещение выполняется аналогично копированию, только в методе Drag and Drop не надо
держать нажатой клавишу CTRL, а при использовании кнопок
панели инструментов вместо кнопки Копировать следует использовать
кнопку Вырезать.
·
переместить A4: E12 на один столбец вправо.
8.5.
Заполнение - выделенные ячейки копируются несколько раз за одно действие.
Методика заполнения: Выделить блок, навести курсор на маркер заполнения (жирный
квадрат в нижнем правом углу выделенного блока или ячейки), маркер заполнения должен
превратиться в крестик, затем раздвигать выделенную область
·
E4 ® E4: E12 (весь столбец должен автоматически заполниться
нулями)
·
F4 ® F4: F12 (ячейки должны заполниться значениями,
вычисленными по скопированным формулам)
·
Занесите в ячейку G4 формулу для вычисления
момента инерции =F4* (B4^2+C4^2) /8+F4*E4^2 и заполните ею диапазон G4: G12.
·
В строчке, соответствующей участку шейки кривошипа
занесите в ячейку столбца D значение эксцентриситета. Убедитесь, что значение момента
инерции автоматически пересчиталось.
8.6.
Удаление - в отличие от очистки удаленные ячейки схлопываются - т.е. другие
ячейки занимают место удаленных. Осуществляется через меню Правка,
Удалить (или контекстное меню - щелчок правой кнопкой мыши
по нужной ячейке и из предложенных действий выбрать нужное).
8.7.
Примечание: Если Вы случайно совершили неправильное действие (например удалили
лишнюю ячейку), с помощью кнопки Отменить на панели инструментов
или команды Отменить меню Правка можно
отменить последнее действие (для EXCEL5,7) или несколько
последних действий (для EXCEL97)
·
Удалить строку 2 через меню Правка
·
удалить ячейку A1 через контекстно-зависимое
меню
·
отменить удаление
8.8.
Автозаполнение - позволяет быстро создавать различные типовые последовательности.
Работает также, как и обыкновенное заполнение. EXCEL анализирует выделенные ячейки
и если находит зависимость, то интерполирует ее на другие ячейки
Ä
Арифметическая прогрессия
·
A4® 1; A5 ® 2; выделить A4: A5; маркер заполнения протащить
до A12
Ä
Дни недели
·
A17® Понедельник, Заполнить до H17
Ä
Месяцы
·
A18® Январь, Заполнить до K18
Ä
Даты
·
A19® Скопировать дату из ячейки B2, Заполнить до
H19
·
Удалить строки 17: 19
8.9.
Изменение ширины столбцов и высоты строк.
С помощью мыши - Плавное изменение (подвести указатель
к правой границе столбца, указатель изменил вид, зацепился - потащил, отпустил)
и подбор минимального значения (подвести указатель к правой границе столбца, указатель
изменил вид, дважды щелкнуть левой клавишей мыши).
С помощью меню - Формат, Строка, Высота (Автоподпор
высоты) или Столбец, Ширина
(Автоподбор ширины)
·
Подберите мышью ширину столбцов таблицы в соответствии
со своим вкусом
·
Строка 9 ® высота 30, а затем
обратно ®
12.75 (через меню Формат)
9.
Абсолютная относительная и смешанная адресация ячеек и блоков.
Использовавшаяся до сих пор адресация - относительная. При ее
использовании EXCEL запоминает расположение относительно текущей ячейки и при копировании
автоматически меняет адрес.
Иногда при копировании необходимо сохранить ссылку на конкретную
ячейку (столбец, строку) - абсолютная адресация. Перед буквой столбца и номером
строки следует вставить символ $ (можно после вставки относительного адреса нажать
F4 тогда символы $ вставятся автоматически) - такая адресация
называется абсолютной
Иногда при копировании необходимо изменять только один параметр
адреса. Тогда символ $ ставится только там, где он необходим (только перед буквой
столбца или номером строки) - такая адресация называется смешанной.
Ä
В нашем примере при определении массы в формулу вставляли конкретное
значение плотности материала 7850кг/м3. В том случае, если бы вал сделали
из материала, имеющего другую плотность, нам нужно было бы менять каждую формулу
для определения массы. Попытаемся обобщить таблицу на случай произвольного материала
·
В ячейку A2 ввести текст Плотность материала
·
В ячейку B2 внести значение 7850
·
Выделить ячейку F3. В строке формул появится
формула для вычисления массы.
·
Выделить в формуле число 7850 двойным щелчком
левой клавиши мыши, затем щелкнуть по ячейке B2 (в формуле значение 7850 должно
замениться на B2) и нажать на клавишу F4 в верхнем ряду клавиатуры (B2 должно измениться
на $B$2). После этого щелкнуть по кнопкеb (зеленого цвета) в строке формул.
·
Заполнить формулой в ячейке F4 диапазон F4:
F12 и убедиться что в каждой формуле есть ссылка $B$2 на адрес ячейки со значением
плотности.
·
Изменить плотность материала и убедиться, что
произведен пересчет во всех ячейках одновременно.
·
Переместить диапазон A3: G12 на одну строчку
вниз и убедиться, что абсолютная адресация в формулах при перемещении и копировании
сохраняется, в отличии от относительной.
10.Определим массу и момент инерции вала.
Для этого необходимо просуммировать значения, стоящие в соответственно в столбцах
F и G. Для
суммирования столбца F необходимо
выделить ячейку F13, нажать кнопку Автосуммирование
(S) на панели инструментов, убедиться,
что диапазон суммирования выбран программой правильно и нажать клавишу Enter на клавиатуре. В ячейке F13 появится
значение суммы масс по участкам.
·
Просуммировать значения в столбце G
11.Добавьте заголовки к столбцам таблицы
и заголовок для строки с результатами суммирования
12.Операции с таблицей в целом - сохранить,
сохранить как, открыть, создать. Выполняются либо из меню Файл,
либо используя соответствующие кнопки панели инструментов.
·
сохранить work1. xls в своем каталоге
13.Завершить работу
14.Запустить EXCEL, вернуться к документу work1. xls и
предъявить его преподавателю.
15.Итоги. Проверьте
15.1.
знаете ли Вы, что такое: строка, столбец, ячейка, лист, книга, контекстно-зависимое
меню, панель инструментов, абсолютная, относительная и смешанная адресация
15.2.
умеете ли Вы: вводить текст, редактировать данные, изменять размеры ячеек,
перемещать, копировать, заполнять, удалять, сохранять
16.Предъявить преподавателю краткий конспект
занятия.
Занятие 2 - Обработка эксперимента по определению приведенного
модуля объемной упругости жидкости
Цели работы:
· закрепление
основных приемов заполнения и редактирования таблицы
· освоение
основных приемов форматирования таблицы (внешнего вида)
· освоение
методов построения точечных графиков
· получение
начальных сведений для построения регрессионных зависимостей
Постановка задачи:
Создать электронную таблицу для обработки данных эксперимента
по определению приведенного модуля объемной упругости жидкости.
Последовательность выполнения опыта:
1.
Аккумулятор винтового пресса-молота заряжается до начального давления 25
МПА.
2.
Открывается вентиль, через который жидкость (минеральное масло) начинает
вытекать в мерный объем (мензурку)
3.
Фиксируется объем вытекшего масла через определенные промежутки текущего
давления в аккумуляторе.
4.
Опыт повторяется 3 раза
Модуль объемной упругости жидкости определяли путем обработки
результатов эксперимента по следующему алгоритму:
1.
Определяется объем вытекшего масла на каждом интервале замеров давления:
2.
i=1¼9число
точек фиксации объема вытекшего масла pi=20,15,10,5,4,3,2,1,0
[МПа] - давления, при которых фиксируется объем масла Vi - объем вытекшего масла, соответствующий
i-му давлению в аккумуляторе
DVi=Vi+1-Vi, (1) при i=1¼8,
DV9=0
3.
Вычисления по п1 выполняют для каждого из трех опытов
4.
Вычисляют среднее значение изменения объема на каждом интервале:
5.
DVсрi= (DV1,
i+DV2, i+DV3,
i) /3, (2) где индексы
1, i 2, i 3, i соответствуют номеру опыта и номеру интервала
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
|