JAVA-Programm zur Auflagerkraftberechnung

Inhaltsverzeichnis

1 Hinweise zur Bedienung
1.1 Installation
1.2 Programm starten
1.3 Berechnungen starten

2 Lastenheft
2.1 Zielsetzung
2.2 Vorüberlegung
2.3 Ist Zustand bei der Berechnung der Auflagerkräfte
2.4 Soll – Zustand bei der Berechnung der Auflagerkräfte

3 Kernaufgaben des Programms

4 Qualitätsanforderungen

5 Dokumentation des Entwicklungsprozesses
5.1 Vorbereitende / organisatorische Arbeiten
5.2 Festlegung der Aufgabenstellung
5.3 Konkretisierung der Aufgabe
5.4 Abgrenzung des Bereiches der bearbeitet werden soll
5.5 Verteilung der Aufgaben
5.6 Terminplanung

6 Programmdokumentation :Berechnung von statischenAuflagerkräften
6.1 Dateiname:Startseite.java
6.2 Dateiname: Statik_1.java

Quelltext Startseite.java (ohne Kommentare)

Quelltext Statik_1.java (ohne Kommentare)

1 Hinweise zur Bedienung

Des JAVA-Programmes zur Auflagerkraftberechnung

1.1 Installation

-Alle auf der Diskette befindlichen Dateien in ein gemeinsames Unterverzeichnis kopieren

1.2 Programm starten

-Mit MS-DOS Eingabeaufforderung in das Verzeichnis wechseln und das Programm mit

java Startseite

aufrufen

1.3 Berechnungen starten

Zur Berechnung müssen sämtliche Eingabefelder (4) ausgefüllt sein.

Die Berechnung startet mit Betätigen des Schalter „Berechnen“

Zum Verlassen des Programmes dient ausschließlich der Schalter „Schliessen“

2 Lastenheft

2.1 Zielsetzung

Das Programm „Mechanikberechnung“ soll statische Auflagerkräfte berechnen.

Dazu werden vorher in einer Eingabemaske vier Werte vom Bearbeiter festgelegt, um die aktuelle Situation zu berechnen. Um die Eingabemaske eindeutig zu verstehen, ist eine Skizze abgebildet, die die verlangten Werte aufzeigt. Nach Eingabe der zu berechnenden Werte wird im Ausgabefeld die momentane Auflagerkraft angezeigt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.2 Vorüberlegung

Bei dem Entwurf des Programms sollten die verschiedenen Angaben so einfach wie möglich gegliedert sein. Dabei sollte eine einfache Handhabung erzielt werden.

Es war darauf zu achten:

die einzelnen Werte in der Skizze richtig zu benennen

- ebenso muss die Eingabemaske korrekte Beschriftung aufweisen
- der Startbutton der Berechnung muss ausreichend gekennzeichnet sein
- das Ausgabefeld so angeordnet das keine Missverständnisse entstehen.

Dadurch entsteht eine vereinfachte Form einer Berechnung die sehr bedienerfreundlich und für jeden Laien verständlich ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

2.3 Ist Zustand bei der Berechnung der Auflagerkräfte

Der momentane Ablauf einer Auflagerkraftberechnung findet manuell statt.

Zuerst wird anhand der zur Verfügung stehenden Daten geprüft, ob die Berechnung überhaupt durchführbar und realistisch ist. Wenn die Phase der Prüfung abgeschlossen ist, werden die vorhandenen Daten in die Formeln zur Berechnung der Auflagerkräfte eingesetzt und manuell bearbeitet. Dabei können bis zu vier Ergebnisse entstehen, die die Einheiten N(Newton) und Nmm(Newtonmillimeter) haben.

Diese berechneten Werte werden dann als Grundlage aller weiteren Schritte in dem Projekt benutzt. Dabei hat es keine Fehleranalyse gegeben. So entstehen schnell Fehlberechnungen, und weiter auf die Werte aufbauende Ergebnisse liegen nicht mehr im realistischen Bereich.

2.4 Soll – Zustand bei der Berechnung der Auflagerkräfte

In Zukunft werden nun die vorhandenen Daten durch das Programm eingelesen und geprüft auf Realisierbarkeit. Wenn die Daten berechenbar sind, werden nach Eingabe der Werte und betätigen der Starttaste, die statischen Auflagerkräfte berechnet und anschließend in dem Ausgabetextfeldern angezeigt.

Somit fällt die manuelle Bearbeitung der Berechnung weg und die Daten sind auf jeden Fall korrekt, denn dieses Programm macht keine Fehler nur der Bediener kann falsche Werte eingeben und so die Ergebnisse zum Nachteil beeinflussen.

Zur Berechnung werden folgende Werte benötigt:

- Hebellänge L 1 (mm)
- Hebellänge L 2 (mm)
- Kraftangriffswinkel a (°)
- Kraft F (N)

Nach Start der Berechnung werden dann die Werte

- Auflagerkraft FA
- Auflagerkraft FB
- Querkraft Fqx und Fqy
- Maximales Biegenmoment Mb

ausgegeben.

Nun kann eine vorher sehr umfangreiche Berechnung umgangen werden.

Es ist sehr zeitsparend und zur Vereinfachung des Alltags von Vorteil.

3 Kernaufgaben des Programms

Über das Programm zur statischen Auflagerkraftberechnung sollen folgende Kernaufgaben computergestützt realisiert werden können:

1. Dateneingabe (in Form von Werten, wie L1, L2, a und F) in Maske
2. Datenprüfung auf Bearbeitbarkeit
3. Anzeige der eingegebenen Werte
4. Nach Betätigung des Startbuttons wird Berechnung gestartet
5. Ausgabe der Ergebnisse in den Ausgabetextfeldern

Abschließend ist an dieser Stelle noch zu bemerken, das alle zu ent­werfenden Abläufe der Kernaufgabe so zu organisieren sind, dass sie bedie­nerfreundlich durchgeführt werden können.

4 Qualitätsanforderungen

Folgende Qualitätsanforderungen sind für das Auflagerkraftberechnungsprogramm geplant:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

5 Dokumentation des Entwicklungsprozesses

5.1 Vorbereitende / organisatorische Arbeiten

(„Wie ist es gelaufen“)

5.2 Festlegung der Aufgabenstellung

Als Ziel für die Programmierhausarbeit wurde festgesetzt, eine Programm zu entwickeln, daß Standardberechnungen aus dem Bereich der technischen Mechanik durchführt. Es sollte ein Tool programmiert werden, daß es ermöglicht durch die Angabe der notwendigen Parameter in eine Eingabemaske verschiedene Werte der Statik zu berechnen.

5.3 Konkretisierung der Aufgabe

Eine häufig auftretende Problemstellungen der technischen Mechanik ist das Berechnen von statischen Auflagerkräften an einem zweifach gelagerten Balken.

Die Praxis verlangt bei verschiedensten Berechnungen oft eine mehrfache Wiederholung dieser Berechnungen aufgrund sich ändernden Randbe­dingungen .Dabei kommt es oft auch zu Fehlerhäufungen in den Berechnungen. Dies wurde bei der Lastenhefterzeugung berücksichtigt.

Die Kenntnisse über diese Problematik veranlaßte uns dazu die Aufgabe so weit zu konkretisieren das, daß Ziel der Programmierung ein Programm ist, daß es dem Benutzer ermöglicht die charakterisierenden Werte der Statik (Kräfte, Kraftrichtungen, Hebellängen)

über eine Maske einzugeben und anschließend Berechnungsergebnisse zu Auflagerkräfte, Querkräfte, und Biegemomente zu erhalten.

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