Harald Nahrstedt. Excel + VBA für Maschinenbauer

Transkript

1 Harald Nahrstedt Excel + VBA für Maschinenbauer

2 Aus dem Programm Grundlagen Maschinenbau Lehrsystem Technische Mechanik mit Lehrbuch, Aufgabensammlung, Lösungsbuch sowie Formeln und Tabellen von A. Böge und W. Schlemmer Handbuch Maschinenbau herausgegeben von A. Böge Elektrotechnik für Maschinenbauer von R. Busch Technische Berichte von H. Hering und L. Hering Englisch für Maschinenbauer von A. Jayendran Lehrwerk Roloff/Matek Maschinenelemente von H. Wittel, D. Muhs, D. Jannasch und J. Voßiek Praktische Regelungstechnik von W. Schneider Werkstoffkunde von W. Weißbach

3 Harald Nahrstedt Excel+VBA für Maschinenbauer Programmieren erlernen und Problemstellungen lösen 2., überarbeitete, aktualisierte und erweiterte Auflage Mit 221 Abbildungen und 43 Tabellen STUDIUM

4 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über < abrufbar. 1. Auflage , überarbeitete, aktualisierte und erweiterte Auflage 2008 Alle Rechte vorbehalten Vieweg+Teubner GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2008 Lektorat: Thomas Zipsner Imke Zander Vieweg+Teubner ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media. Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Technische Redaktion: Gabriele McLemore, Wiesbaden Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg Druck und buchbinderische Verarbeitung: Krips b.v., Meppel Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in the Netherlands ISBN

5 V Vorwort zur 2. Auflage Warum dieses Buch Jeder Anwender eines Office-Pakets bekommt ohne zusätzliche Anschaffungskosten eine Entwicklungsumgebung mit VBA (Visual Basic for Application). Von allen Office Anwendungen wird insbesondere die Anwendung Excel im Ingenieurbereich vielfach eingesetzt. Oft auch ohne Kenntnisse der Entwicklungsmöglichkeiten. Was liegt also näher, als die Programmierung mittels VBA unter Excel an Beispielen aus der Praxis darzustellen. So entstand auch der Titel Excel VBA für Maschinenbauer. Ziel dieses Buches ist es, sowohl dem Ingenieurstudenten als auch dem praktizierenden Ingenieur Wege und Möglichkeiten der Entwicklung eigener Programme zu zeigen. Dabei gehe ich bewusst über eine einfache Strukturierung nicht hinaus. Es gibt sicher an manchen Stellen elegantere Möglichkeiten insbesondere auf die Fähigkeiten von VBA einzugehen. Dies überlasse ich gerne dem Leser. Weitere Hilfen finden sich auch auf meiner Website. Versionen Begonnen wurde dieses Buch mit der Version Microsoft Office Excel 2002 und beendet mit der Version Microsoft Office Excel Diese Auflage wurde mit der Office Version 2007 erstellt. Da ich bewusst einfache Befehlsstrukturen verwendet habe, können diese Anwendungsbeispiele auch auf älteren Versionen ohne große Probleme installiert werden. Zum Aufbau Das erste Kapitel gibt eine kurze Einführung in VBA und die Handhabung der Entwicklungsumgebung. Eine ausführlichere Einführung finden Sie auf meiner unten genannten Website. Für Anwender ohne Programmierkenntnisse empfehle ich zunächst das Studium des Buches von Sabine Kämper [2]. In den nachfolgenden 13 Kapiteln finden Sie ausgesuchte Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Ingenieurbereichen. Neben einer grundlegenden Einführung in das jeweilige Thema, werden die Schritte von der Erstellung des Algorithmus bis zur Erstellung der Anwendung anschaulich wiedergegeben. Abschließend gebe ich in jedem Kapitel noch Ü- bungshinweise für weitere Anwendungsgebiete. Diese finden Sie ebenfalls auch auf meiner Website. Danksagung Ich danke all denen im Hause Vieweg+Teubner, die stets im Hintergrund wirkend, zum Gelingen dieses Buches beigetragen haben. Ein besonderer Dank gilt meinem Lektor Thomas Zipsner, der mir geduldig mit vielen wichtigen und richtigen Ratschlägen half, den für den Leser besten Weg einzuhalten. Die zweite Auflage ist der Beweis für die Richtigkeit seiner Einflussnahme. An den Leser Dieses Buch soll auch zum Dialog zwischen Autor und Leser auffordern. Daher finden Sie sowohl auf der Homepage des Verlages wie auch auf der Homepage des Autors ein Forum für ergänzende Programme, Anregungen und Kommentare. Möhnesee, September 2008 Harald Nahrstedt

6 VII Inhaltsverzeichnis 1 Einführung in VBA Die VBA Entwicklungsumgebung Der Visual Basic-Editor Projekt und Projekt-Explorer Der Objektkatalog Das Eigenschaftsfenster Die Direkt-, Lokal- und Überwachungsfenster Objekte, Anwendungen, Formulare und Module Objekte, allgemein Anwendungen und Makros Formulare und Steuerelemente Module Die Syntax von VBA Konventionen Prozeduren und Funktionen Datentypen für Konstante und Variable Parameterlisten Benutzerdefinierte Datentypen Operatoren und Standardfunktionen Strukturen für Prozedurabläufe Geltungsbereiche Fehlerbehandlung in Prozeduren Algorithmen und ihre Darstellung Der Algorithmus Top-Down-Design Flussdiagramm Struktogramm Objekte unter Excel Application Objects Workbook Objects Worksheet Objects Range Objects Zeilen und Spalten Zellen und Zellbereiche...33

7 VIII Inhaltsverzeichnis Objektvariable Aktionen unter Excel Neue Excel-Anwendung starten Der Excel-Anwendung einen Namen geben Dem Excel-Arbeitsblatt (Tabelle) einen Namen geben In der Excel-Anwendung ein neues Arbeitsblatt anlegen Dem Projekt und dem Arbeitsblatt einen Namen geben Prozeduren mit Haltepunkten testen Codefenster teilen Symbolleiste für den Schnellzugriff ergänzen Makros aus dem Menübereich Add-Ins aufrufen Berechnungsprozeduren als Add-In nutzen Berechnungen aus der Statik Kräfte im Raum Kräfte in Tragwerken Biegeträger Berechnungen aus der Dynamik Massenträgheitsmomente Mechanische Schwingungen Festigkeitsberechnungen Hauptspannungen eines zusammengesetzten Biegeträgers Die Anwendung der Monte-Carlo-Methode auf ein Biegeproblem Berechnungen von Maschinenelementen Volumenberechnung nach finiten Elementen Durchbiegung von Achsen und Wellen Technische Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung Stichprobenanalyse Probabilistische Simulation Wirtschaftliche Berechnungen Maschinenbelegung nach Johnson Optimale Losgröße...135

8 Inhaltsverzeichnis IX 8 Berechnungen aus der Strömungslehre Rotation von Flüssigkeiten Laminare Strömung in zylindrischen Rohren Berechnungen aus der Thermodynamik Nichtstationäre Wärmeströmung durch eine Wand Der Carnotsche Kreisprozess für ideale Gase Allgemeine Zustandsgleichungen für Gase und Gasgemische Isochore Zustandsänderung Isobare Zustandsänderung Isotherme Zustandsänderung Adiabatische Zustandsänderung Der Carnotsche Kreisprozess Berechnungen aus der Elektrotechnik Spannungen und Ströme in Gleichstromleitungen Rechnen mit komplexen Zahlen Gesamtwiderstand einer Wechselstromschaltung Berechnungen aus der Regelungstechnik Der PID-Regler Fuzzy-Regler Berechnungen aus der Fertigungstechnik Stauchen eine spanlose Formgebung Drehen eine spanende Formgebung Die belastungsoptimale Pressverbindung Berechnungen aus der Getriebetechnik Ermittlung der Zahnflankentragfähigkeit geradverzahnter Stirnräder Lagerreaktionen beim Schneckengetriebe Technische Dokumentation mit Excel Aufteilung von Informationen (Informationsmatrix) Beziehungen zwischen Informationen (Relationale Datenbank) Verknüpfungen mit Objekten (Entity-Relationship Model) Technische Darstellungen Visualisierung von Daten...237

9 X Inhaltsverzeichnis Das Control TreeView HTML XML Literaturverzeichnis Sachwortverzeichnis Technik Sachwortverzeichnis Excel+VBA...256