Mathcad在建筑工程和结构的应用

1、Mathcad在建筑工程和结构的应用,议程,Mathcad简介 Mathcad 在建筑工程和结构的应用 Mathcad和AutoCAD的集成 Mathcad和Mirostation的集成 案例分享,Mathcad介绍,Mathsoft成立于1985 总部设于Cambridge, MA 2006年4月PTC收购Mathsoft公司 在工程计算领域20年的领先地位 客户大多是来自工业领域的佼佼者,其中90%为世界财富1000 250K商业用户使用Mathcad进行工程计算和优化 全球近2000所大学,500K学生用户和老师使用Mathcad进行学习和学术研究 2006年四月 获得Desktop E

2、ngineering授予的readers pick for Product of the Year( “年度产品奖”),3M Airbus BAE Systems Bechtel Corp. Boeing Caterpillar DuPont Eli Lilly General Dynamics Hewlett-Packard Honeywell Hyundai Heavy Lockheed Martin Corp. Los Alamos National Lab NASA Northrop Grumman Corp. Parson Brinkerhoff Raytheon Rolls Roy

3、ce Schlumberger Siemens Universal Studios Westinghouse, 2006 PTC,Mathcad 的价值定位,Mathcad工作表,自动化计算过程 可重复、可审核 标准计算Standard calculations 专有计算Proprietary calculations 实时计算 自动“量刚单位”管理 共享工程知识 可读性计算 基于XML 格式使得下游对文档发布时能够自动化实现 确保可追踪性 能够进行关联 计算关联到设计几何模型 结果关联到客户和设计需求,Mathcad在产品开发中的角色,工程设计：自然科学和数学原理在实际中的应用，有效提高了设

4、计、制造和流程的效率以及经济结构、机器、过程和系统的利用。（来源：） 工程计算是产品研发流程中的重要资产，必须视为重要的知识产权(IP)取得和共享 若要取得足以影响重要工程决策的知识，最好能取得决策所依据的计算结果，才能追踪确认 Mathcad可以捕捉CAD系统和设计几何不能捕捉的工程意图, 2006PTC,市场驱动:机会和价值,传统的工程计算方法已经过时 太多低效的设计/分析在不断重复 过时的工程计算方法 随着企业的全球化,老旧的传统经验知识因不能完全满足要求而被抛弃 我们必须不断改进我们的作业方式以适应新的环境, 2006PTC,表格计算方法使用很普遍，它对于工程计算来说并非理想工具,问题

5、在于 实时计算但公式难以读懂 没有量刚单位管理 审核困难 不支持高级数学计算 微积分Calculus 微分方程式Differential equations 等等.,“天才工程师们使用Excel，得到的却是他们根本没有意识到的严重错误。而错误的积累比你所能够想象到的更快。” Alan Stevens博士 劳士莱斯数学建模和仿真专家, 2006PTC,Mathcad是工程计算软件的全球标准,专注于工程设计 直觉式 易学易用的白板式界面 书写式数学符号 全面 可在同一个工作单中包含文字、直观数学运算式、图像和和注解 最丰富的应用系统强大的数学函数、单位自动识别 可互操作 能与其他工程应用很方便地整

6、合在一起 可扩展 能够把功能扩展到桌面系统上和桌面系统以外。, 2006PTC,统一使用Mathcad可以获得关键优势,提高个人和过程效率 易学易用，自动处理关键任务，减少错误 如果与Pro/ENGINEER一起使用，可以获得可预测工程功能，该功能可以把下游过程中设计叠代的时间和数量减少 改进工程设计的验证和校验 捕捉和保存工程计算中锁定的重要知识产权 促进公司的最佳实践和知识产权的重复利用 支持对标准的遵循, 2006 PTC,10,Mathcad 关键能力,实时数值和符号计算 超过400内嵌的函数和求解器 向量和矩阵计算 2维和3维图形绘制 单位管理能力 编程能力 解方程能力Unique

7、provenance capabilities 输出各种格式文档形式，如pdf, html, etc. 帮助手册、培训手册、快速指导等,典型用户遍及各行各业,Transportation Waste Water Management Environmental Engineering Plant 而Excel的计算通常很难发现其中可能的错误。 使用 Mathcad, SAMHYUN 的工程师可以节省 50% 的创建计算的时间- 因为他们可以更容易的完成计算过程文档和重用。 SAMHYUN 已经可以使用 Mathcad 完成“Precom”梁的自动化计算过程。,SAMHYUN PF 使用Math

8、cad创建关键工程计算, 所以相对先前使用的Excel，他们计算过程文档化更容易时间更短,以前使用的工具:,Microsoft Excel 电子表格,Mathcad计算及档案制作软件：化身宜兰大学土木工程系的精算大师,Mathcad=Math+Cad辅助工程师向环极限挑战 宜兰大学土木工程学系主任喻新表示：我们推荐学生使用PTC Mathcad软件，因其使用接口非常人性化，让数学计算及图表制作轻松一次到位。学生能够直接使用一般的数学符号书写，以平常手写的计算公式就能实行计算功能。有人称Mathcad是工程师的Excel，点出了Mathcad很聪明地以数学书写作为沟通平台，让使用者彼此能快速分享

9、计算过程，从中得到清楚验证，任何人都能随心所欲地进行下一阶段作业。,Uni-System,Mathcad被评为产品设计过程中工程计算文文件处理的标准解决方案 它是当今世界面向工程设计领域支持多达九种语言的，全面直观的解决方案 Mathcad是PTC的“产品设计系统”（PDS）中必不可少的一个组成部分 Mathcad可以同时提高个人效率和流程效率,结论,Thank You!,Mathcad功能简述(1/2),计算、模型化及可视化您的想法 具有丰富的内建函数与运算符 执行算数计算或寻找符号解法 支援各式各样的数值与数据类型 自动进行单位的追踪与转换 2D与3D图表会随着计算内容的变更而一并进行更新

10、 坐标图的种类包括了笛卡儿坐标图、极坐标图、曲面图、等高线图、直方图、分布图以及向量场图 文件的任何部分都可以制成动画、包括数字计算结果、图表和影像数据 记录计算内容 当变更了某个变数时，Mathcad会自动重新计算方程式、重新绘制图表，并且更新计算结果 确认、验证您的解法，并加入批注 将文字、公式和图表整合在一张工作表后，就能够轻松地将计算工作加以可视化，且加入图解和批注， 而整个解法都会收纳、记录在同一个地方 可以利用格式化选项与模板来建立完全符合规格的文件 非常容易阅读、确认和验证 因为所有重要的假设、方程式、方法和结果都使用一般的数学记号 一般人都能阅读并了解这些计算内容，在设计确认、

11、验证和稽核流程方面有着长足的进步 整合所有软件和系统中的数据 具备互操作性和联机功能，能够支持许多受欢迎的桌面应用程序与工程应用程序,Mathcad功能简述(2/2),整合机制 和Pro/ENGINEER双向整合机制提供独一无二的预测工程功能。 Mathcad可以预测设计行为，进而驱动Pro/ENGINEER CAD模型使用的主参数和尺寸 还支援(模拟)实时数据取用功能 让您能够交换National Instruments模拟(E系列) I/O机板与Measurement Computing模拟I/O机板的资料 跨网络共享Mathcad工作表及协同合作 共享Mathcad格式、书面格式、XML

12、格式、PDF格式或网页格式的高质量工作表，供整个工程团队查阅，让其他的使用者可以和您合作进行某个项目，或是单纯地检视工作表 网络 存取近端网络或全球信息网上的实时数学文件 利用整合的浏览器或超链接支持，透过内部或外部网络移动文件数据 档案或书面格式 使用者可以透过XML文件格式将数据内容转换成MS Word、PDF、XHTML以及其他发行格式 文件可以直接打印成书面格式，或是转换成PDF格式，在Acrobat进行检视或打印 E-book 您可以在编制模式(Authoring Mode)下建立自己的电子书，编辑自己的Mathcad工作表，并以数字化方式呈现出来 E-book不但有目录，还可以加入

13、链接和可搜寻索引 当您与他人共享您工作内容时，档案加密与文件保护机制可以协助您有效保护自己的知识产权,Mathcad的优势(1/2),易学易用-不需要任何特殊的程序设计技巧 提升产能，让工程师能够节省时间并减少错误 改善重要计算的校验和验证 促成最佳计算工作模式，以及计算内容的重复使用 提供符合标准的完整计算文件 可以自动执行许多工作(包括单位平衡化与重新计算)，节省您的时间，同时降低发生错误的机会。 直觉的工程聚焦 易于使用,白板界面 自然的数学符号 广泛的 联合文本，数学，图形和注释在单一的工作表中 无与伦比的应用宽度-强大的数学功能，识别单位 可互操作的 易于与其他工程软件集成 可升级的

14、 可延伸功能在桌面和远程,Mathcad 14.0新功能(1/5),PTC于2006年4月并购Mathsoft后，首次发行Mathcad全球版Mathcad 14.0。 除了Mathcad产品系列目前拥有的优点之外，此版本还加入多项重大的强化功能，可以提升个人和工程流程产能。 全球语言支持9种语言 Mathcad目前支持9种PTC常用语言：英文、德文、法文、意大利文、西班牙文、日文、繁体中文和简体中文、韩文。 完整的Unicode支援 无论操作系统、本机或语言设定为何，Unicode可以让工作表显示结果一致。 使用者可以在Mathcad工作表的任何部分使用所有的必要区域和领域正确的记号，包括变

15、量名称、绘图标签等。Mathcad现在增强了亚洲字符的支持功能、提高使用性、简化日文字符插入功能，并且提升个人产能及全球协同合作。,Mathcad 14.0新功能(2/5),提高计算能力和明确性 工作表分析 用户可以使用新的工作表比较功能直接检视并比较2张类似的工作表，再迅速辨识加入、变更或移除的区域。 如此有助于协同合作、工作表重复使用，并能提升工程师的工程计算和稽核能力。 工作表搜寻强化功能现在还能搜寻工作表折迭(隐藏)区域中的结果，搜寻结果报告因此更加完整。 如此可提升工程设计效率、质量和协同合作效能。 行内数值评估和明示计算强化功能 用户可以使用这项功能定义和评估单一语句(同行)中的方

16、程式，编制精简的文件和标准的报告格式。 因此不但能节省工作表的空间，还能改进工作表的结构和清晰度。 此外，行内数值评估还能结合变量名称与行内数值评估的结果，进而强化现存的明示计算功能。 用户可以运用明示计算替换方程式中的变量值，以记录和确认计算结果中使用的数值是否正确。 此外，用户在记录明示计算的中间方程式和结果时，也可以使用Mathcad 14.0强化功能。 明示计算的清晰度提高后，确认、验证和稽核工程计算的速度将会加快。 对于在设计提案、标准合法性证明文件或其他正式报告中包含工作表的工程师，将因这项强化功能而受益良多。,Mathcad 14.0新功能(3/5),强化符号运算功能 Mathc

17、ad 14.0包含重大的符号更新，新增和强化的功能如：符号向量化、完整求解、新增和强化关键词、连分数展开、扩张、分段和重复求解。 之后，用户便能衍生方程式、展示流程以及记录工程推理。 对于需要使用符号的进阶用户、研究员和设计工师以及其他博士级使用者，都将因此强化功能受益良多。 新的梯度运算符和雅可比(Jacobian)矩阵。 这些新的符号功能可用于向量分析，尤其适合做为genfit和stiff ODE求解器的输入值。 这些功能同时适用于符号与数值分析，可以简化及清楚表达向量分析计算；适用用户包括进阶用户和机械设计工程师。 数学求解器强化功能 这些强化功能扩大了用户求解和记录工程设计问题的范围。

18、 新增的常微分方程式(ODE)求解器强化功能计算更迅速、更可靠。 使用不同刻度和周期的解法更迅速、可靠地求解设计问题ODE。 降低求解困难ODE问题的专业门坎。 此强化功能让众多工程师受惠，特别是机械工程师。 ODE矩阵运算的状态空间模式(Statespace)。 以领域正确的状态空间记号输入ODE的联立线性方程式。 此外，还有其他记录和取得知识产权适用的特定领域记号。 此功能的受惠者是研发和分析控制工程设计的用户。 绘图格式强化功能 用户可以编制出更好的图形化报表，并提高整个产品研发流程的记录、沟通与协同合作效能。,Mathcad 14.0新功能(4/5),新增2D绘图轴上的数字格式自定义卷

19、标，用户可以迅速自定义图形。 极化图负半径支持将产生不同的极化图样式，可以提高绘图质量和清晰度。Mathcad 14.0的极化图强化功能对电气设计工程师而言极为实用，可以分析通讯设备或加装天线的电器所产生的电磁幅射。 更完善的PTC支援 安装Mathcad 14.0后，现有的维护服务客户就能使用PTC的全球、全天候技术支持服务， 大幅增加了先前的技术支持服务范围，随时随地提供客户所需的支持。 单一使用者将使用PTC的自动授权基础结构启动Mathcad 14.0新授权和升级授权。Mathcad针对单一使用者推出的FlexLM新许可证管理机制，让启动流程更为健全，同时改善您的使用体验。 说明文件改

20、良 本地化说明文件 Mathcad说明文件和说明资源现在翻译成9种PTC支持语言，包括英文、法文、德文、意大利文、西班牙文、日文、韩文及简体中文和繁体中文。,Mathcad 14.0新功能(5/5),Mathcad新增资源 Mathcad在线资源会持续提供丰富的工作表，为您说明Mathcad强大的数学功能和Mathcad支持的各种应用程序。 这些工作表都是实时运作的，所以在您阅览教学课程或QuickSheet时，您可以在工作的同时检视Mathcad，变更输入数据，然后看到输出结果实时更新。Mathcad 14.0现在提供新的求解和优化电子书(仅提供英文版)。 植入指南 除了传统的说明与资源(Help and Resources)之外，Mathcad 14.0的说明文件还特别为经验丰富的使用者提供了一项重要资源。植入指南探讨了新版产品中的升级版数学建构式，以及这些建构式与旧版Mathcad可能产生哪些不兼容问题。 这可以帮助客户快速熟悉最新版本的Mathcad最新版本，同时运用现有的知识产权。,各家工程计算软件比较,Microsoft Office Excel 2007 MATLAB Maple 11 Mathem