Formules techniques

Contenu:

• Commande et syntaxe
• Processus de calcul
• Choix de la formule, détermination des variables
• Liste des résultats
• Liste des domaines des formules
• Réglage, changement de langue
• Modifications du cahier de travail

Formules techniques

Le cahier de travail d'Excel contient des solutions des douzaines de formules de base dans les domaines physique, technologique et mécanique. L'aide, les images et souvent même les tableaux avec les valeurs de divers coefficients et des propriétés matérielles sont disponibles pour les différentes formules. Les tâches suivantes sont résolues dans le cahier de travail:

1. Caractéristiques des solides (volume, surface, poids, moment d'inertie)
2. Mouvement rectiligne (vitesse, accélération, trajectoire, temps, force, énergie....)
3. Mouvement de rotation (vitesse, accélération, trajectoire, temps, force, énergie....)
4. Dilatation thermique (linéaire, volumique)
5. Frottement (cisaillement, roulement, cheville, courroie)
6. Conception de la puissance du moteur (pompe, ventilateur, ascenseur, grue)

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Compléments - ce calcul:

La commande de ce calcul est légèrement différente de celle des calculs ordinaires. La feuille « calcul » n'a qu'un seul paragraphe, dans lequel vous choisissez les formules et déterminez les valeurs des variables. Après changement de n'importe quelle valeur, la formule choisie est immédiatement recalculée et réévaluée.

Processus de calcul.

1. Déterminez les unités dans lesquelles les formules seront calculées (SI / Impérial) [1.2]
2. Choisissez le domaine des formules avec lesquelles vous voulez travailler [1.1]
3. Choisissez la formule appropriée [1.3]
4. Dans le tableau des variables, utilisez le commutateur pour marquer la variable à calculer.
5. Dans le tableau des variables, déterminez les variables initiales (le résultat sera recalculé après changement de la valeur)
6. Ajoutez les résultats sur la liste des résultats en appuyant sur le bouton “Liste complète” (“Liste abrégée”)

Choix de la formule, détermination des variables. [1.0]

Dans cette section, vous pouvez choisir les formules, déterminer les variables et même évaluer la formule choisie. D'habitude la formule choisie contient un fichier d'aide, une illustration et si possible, également des listes avec les valeurs prédéfinies de certains paramètres initiaux.

1.1 Domaine des formules

Choisissez le domaine (sujet) contenant les formules que vous voulez utiliser sur la liste. Après le choix du domaine, la « liste des formules [1.3] » sera remplie.

1.2 Unités de calcul

Sur la liste, choisissez le système d'unités de calcul désiré. Toutes les valeurs seront recalculées immédiatement après conversion d'unités.

1.3 Liste des formules

Choisissez la formule que vous voulez évaluer à partir de la liste. Après le choix, la formule complète (y compris l'aide) s'affiche dans la rangée [1.5]. Toutes les variables contenues dans la formule choisie sont indiquées dans la zone rectangulaire. L'aide pour la formule choisie est placée comme une note à côté de la formule dans la rangée [1.5] et elle peut s'afficher par l'emplacement du curseur au-dessus du numéro de la rangée. 

Zone des variables

Les différentes variables contenues dans la formule choisie sont affichées dans la zone rectangulaire des variables (maximum 10). A chaque formule correspond une rangée, qui contient:

• Le nom de la variable
• Notation de la variable dans la formule
• Valeur de la variable
• Le commutateur indiquant laquelle des variables est la résultante
• Les unités

Les variables ont une marge définie des valeurs initiales permises. En cas de tentative d'entrée d'une valeur en dehors de la marge autorisée, un message d'avertissement s'affiche. 

Note: N'utiliser pas les fonctions « de copie et collage des cellules » pour placer la valeur de la variable ; elle désactiverait le formatage conditionnel de la zone d'entrée.

Image, valeurs prédéfinies

Il y a un commutateur (image/Tableaux) dans la rangée [1.6]. Il sert à choisir entre l'affichage d'une image ou des listes contenant les valeurs prédéfinies et les coefficients de certaines variables. L'image ou les listes s'affichent à la droite de la zone des variables.

Démarrage de la calculatrice

Dans l'entête de la feuille « calcul » il y a le bouton « Démarrer la calculatrice ». Appuyez sur ce bouton pour démarrer (afficher) la calculatrice standard de Windows. Si vous voulez lancer un autre programme, utilisez la feuille « Options » pour déterminer ses paramètres. 

Liste des résultats [2]

Après avoir appuyé sur le bouton « liste abrégée » (« liste complète ») dans ce paragraphe, les résultats du calcul de la formule s'affichent, y compris les valeurs initiales et la formule et en cas de « liste complète », les descriptions de différentes variables. Les boutons qui servent à ajouter la liste de la formule courante se trouvent dans la rangée [1.6]. Appuyez sur « effacer » pour supprimer toutes les inscriptions du paragraphe « liste des résultats ».

Liste des domaines des formules

Ce chapitre indique la liste de base des domaines des formules.

Solides 3D (prisme, pyramide, cône, cylindre, sphère…)

Formules pour le calcul du volume, de la surface, du poids et du moment d'inertie des solides 3D choisis.

Calcul du volume et de la surface

Pour le calcul du volume, entrez les dimensions du solide. Le calcul de la surface est complémentaire et ne peut pas en retour être utilisé pour le calcul des dimensions

Calcul du moment d'inertie et du poids

Le moment d'inertie est calculé par rapport à l'axe identifié par une ligne pointillée dans l'image.

Mouvement rectiligne (vitesse, trajectoire, temps, force, énergie…)

Formules pour le calcul de diverses propriétés physiques de la cinétique et dynamique d'un point matériel (corps) dans un mouvement rectiligne.

Mouvement de rotation (vitesse, trajectoire, temps, force, énergie…)

Formules pour le calcul de diverses propriétés physiques de la cinématique et dynamique d'un point matériel (corps) dans un mouvement circulaire (mouvement de rotation).

Frottement (cisaillement, roulement, cheville, courroie)

Frottement de cisaillement

Dans le mouvement rectiligne uniforme d'un solide sur une surface rugueuse ou à la limite entre le repos et le mouvement, la force de frottement donnée par la loi empirique (de Coulomb) F = Q * f, où Q est la force normale et f le coefficient de frottement de cisaillement, agit contre la force motrice. Il est essentiellement fonction de la vitesse. Pour le frottement sec, il peut être considéré comme constante.

Frottement de la cheville

Il se produit dans les points d'articulation des solides (cheville radiale, axiale). Il se manifeste par le moment de frottement M de la cheville dans le sens opposé à la rotation. Pour un ajustement axial dans un roulement rodé, la distribution de la pression est supposée être selon la loi de l'hyperbole à axes égaux; dans le roulement non rodé, la pression spécifique est supposée être uniformément distribuée sur la surface de contact. 

Frottement des courroies et des câbles

Le frottement de la courroie flexible sur la surface d'un corps s'exprime par la différence des forces de traction F2 <> F1 en raison du frottement de cisaillement entre la courroie et le corps solide, pour lequel la relation d'Euler s'applique.

Frottement de roulement (résistance)

Il se produit pendant le roulement d'un solide sur une surface plate en raison des déformations dans les points de contact et il s'exprime par le décalage de la force de réaction normale par le soit disant bras de la résistance de roulement dans la direction du roulement. Le bras de la résistance de roulement se détermine de manière expérimentale pour différents matériaux et dépend également du rayon de roulement.

Pour le mouvement d'un système (chariot, voiture…), le rapport de la force nécessaire pour maintenir le système en mouvement à la force normale totale se détermine. Ce soit disant coefficient de traction inclut la résistance de roulement, de cisaillement, de la cheville et d'autres frottements.

Dilatation thermique (linéaire, volumique)

Les coefficients de dilatation thermique sont indiqués pour les conditions normales 20°C (68°F). Si vous résolvez la dilatation dans les zones des températures élevées ou basses, consultez la documentation technique pour les coefficients de dilatation thermique appropriés. 

Conception de la puissance du moteur (pompe, ventilateur, ascenseur, grue)

Ces formules permettent le calcul/la conception préliminaire rapide de la puissance du moteur pour plusieurs types de machines standard.

Puissance du moteur d'une pompe

Le rendement total du moteur d'une pompe varie d'habitude entre 0.50 ~ 0.70 (50% - 70%)

Puissance du moteur d'un ventilateur

Le rendement total du moteur d'un ventilateur(compresseur) varie d'habitude entre 0.50 ~ 0.70 (50% - 70%)

Puissance du moteur d'un ascenseur (grue)

Dans le calcul d'un ascenseur personnel, on suppose le poids de 75kg/165lb par personne. Si l'ascenseur est équipé d'un contrepoids, la charge est considérée comme la moitié.
Le rendement total du moteur varie d'habitude entre 0.50 ~ 0.70 (50% - 70%)

Exemple:

Pour un ascenseur personnel pour 10 personnes avec contrepoids, la charge est:
10 x 75kg = 750kg / 2 = 375kg
10 x 165lb = 1650lb / 2 = 825lb

Réglage des calculs, changement de langue.

L'information sur le réglage des paramètres de calcul et le choix de la langue peut être trouvée dans le document "Réglage des calculs, changement de langue".

Modifications du cahier de travail (calcul).

Les informations générales sur la façon dont vous pouvez modifier et prolonger les cahiers de travail du calcul sont mentionnées dans le document "Modifications du cahier de travail (calcul)".

Extension aux formules d'utilisateur

Le cahier de travail peut être étendu à l'évaluation de vos propres formules que vous utilisez très souvent. Vous pouvez ajouter les nouvelles formules dans la section (chapitre) qui lui est destinée. Vous trouverez le tableau approprié dans la feuille "tableaux" sous le nom "Formules d'utilisateur"  (T_formulesd'utilisateur).

Dans le tableau, remplissez les colonnes suivantes:

Conseil: Avant d'ajouter de nouvelles formules, il est recommandé d'étudier la notation des formules existantes.

Réglage de la calculatrice

Vous pouvez lancer un programme général à l'aide du bouton « démarrer la calculatrice » sur la feuille « calcul » (la calculatrice standard de Windows est automatique). Vous pouvez déterminer des paramètres sur la feuille « Options ».

1.2 Nom du programme (calculatrice)

Entrez le nom du programme à lancer, ou entrez le nom du fichier y compris le chemin au cas où le chemin vers le dossier ne serait pas donné dans la variable du système "PATH".

1.3 Nom de la fenêtre du programme (calculatrice)

Afin d'empêcher le redémarrage d'un programme déjà en marche, mais plutôt l'afficher dans l'avant plan, entrez le nom de la fenêtre du programme.