选择数学工作表而不是 Excel 电子表格进行结构计算的 5 个理由

https://calcpad.blog/2022/11/01/5-reasons-to-choose-math-worksheets-over-excel-spreadsheets-for-structural-calculations/

 

虽然现在有很多软件，但工程师仍然需要开发自定义计算来解决特定问题。有些人可能仍然“手工”制作它们，但大多数工程师为此使用某种软件。

问题是在大多数情况下，我们必须记录我们的计算并将它们收集在设计报告或计算笔记中。如果我们能为他们提供专业的外观和感觉，那就太好了。另一个问题是使计算可重用，以防我们将来有类似的项目。

显然，纸和笔的和平将无法完成这项工作。即使是一个简单的手算器（快速估算除外）。我们需要的是适合该目的的软件，但是什么？

根据我的经验，使用最广泛的自定义工程计算解决方案是 Excel。同时，它可能是最不适合这份工作的。但这实际上不是 Excel 故障。总的来说，它是一款很棒的软件，非常成熟，质量很高，但是对于表格数据。我自己经常使用它来计算材料清单和建筑成本。电子表格最适合必须在多行/列上重复的简单公式。

然而，结构设计算法本质上是树状的，而不是表格。即使树数据结构可以放入表中，这也不是最佳解决方案。它有一些不容忽视的问题。这些年来，我不得不在 Excel 上编写大量结构设计电子表格，以及在 MathCAD 或 Calcpad 等软件上编写数学工作表。随着时间的推移，我发现了一些比 Excel 电子表格更喜欢数学方法的重要原因：

1. 公式是通过引用单元格建立的。

写起来很慢，很难检查和遵循，尤其是对于较长的。“M = F L + q L^2/2”比“= D2 A3 + C1 A3^2/2”更容易打字，也更易读。这就像对实际公式的混淆。对于更长的计算，它变得更加困难。想象一下，您有 1000 行（行）的计算，并且您的公式使用了第 1、500、200、700、900 等行的一些单元格。您将必须多次上下滚动才能找到要引用的所需单元格。当然，您可以使用命名单元格来提高可读性，但这需要额外的工作。

2. 公式隐藏在单元格内。

这使得打印报告成为检查工程师真正的黑匣子。有一个选项可以让它们可见，但如果没有格式化它们就很难阅读。最好的选择是用 MathType 再次编写它们。此外，这是一项双重工作，您可能会输入错误的内容，并且不能保证您看到的公式在单元格内是相同的。此外，在这种情况下，公式中的变量替换不可用。因此，Excel 电子表格很容易出错。

3. 您不能将测量单位应用到值中并在公式中使用它们。

您可以在下一个单元格中写入测量单位，但不能将它们附加到值上，并且它们不会像在数学软件中那样参与您的计算。因此，您必须在所有公式中手动包含适当的转换系数。否则，您只会得到不正确的结果。

4. 难以定义自己的自定义函数。

您必须使用 VBA 编程，这不是新手的选择。在数学软件中，这是小菜一碟。您可以简单地键入 f(x) = 2*x^3 – … 此外，直接从方程式绘制函数图非常容易。在 Excel 中，您必须在多个单元格中计算它，然后绘制相应的范围。如果您有不连续点或无穷大，并且您事先不太熟悉函数属性，您很容易错过它们并最终得到不正确的图形。

5.求解路径和报表内容几乎无法分支。

当解决方案以完全不同的方式继续时，结构设计中有很多情况，这取决于一些中间检查。在像 Calcpad 这样的系统中，您可以只添加 if-else if-else-end if 条件块，并在每个块中放入不同的公式、文本和图像。在 Excel 中，大量使用 VBA 可以获得有限的结果。

因此，即使您是一位经验丰富的电子表格开发人员和用户，也值得一试数学方法。Calcpad 非常适合此目的，因为它轻巧、快速、易于学习且免费。