Книга вторая.

Инженер конструктор отдела гл.механика Механического завода Гаврилов Сергей Федорович написал эту книгу для начинающих программистов, желающих начать программировать на языке Python 3. Книга будет полезна для студентов механиков и для конструкторов механиков а также дл разметчиков. Данная книга содержит набор небольших рабочих программ облегчающих геометрические расчеты встречающиеся в практической работе цехового конструктора и разметчика. Предлагаемые в книге расчеты существенно экономят время и уменьшают вероятность ошибок. Все программы проверены и постоянно используются в работе конструктора механика. Листинги программ снабжены пояснениями. Листинги удобно использовать в качестве готовых блоков для вновь разрабатываемых программ. Для практического применения листингов программ проверьте – установлен ли на вашем компьютере Python 3.4. или более старшая версия Python 3.8..Python 3.4 распространяется свободно и бесплатно – например на сайте https://soft-file.ru/python/ Перед скачиванием исходника Python 3.4 проверьте разрядность вашей ЭВМ. Посмотрите вкладку – Компьютер – Свойства системы. Бывают 32 разрядные и 64 разрядные системы. Для каждой системы свой Python 3.4..

Примечание:

Программы написаны для Python 3.4 и более новых версий. На Python 2 программы работать не будут, так как в Python 3.4 написание команд отличается от Python 2.

В программе на любом языке очень важен синтаксис – порядок написания символов в строке.

Малейшая ошибка, которую человек даже не заметит, – ЭВМ замечает и отказывается исполнять программу. Поэтому проще копировать блоки уже работающих программ в свою программу, при необходимости, подправить готовые блоки легче, чем писать блок заново – так будет меньше ошибок в программе и экономится время.

Программа в Python состоит из строк, написанных в простом текстовом редакторе.

Текстовый редактор должен быть именно простым, к примеру Блокнот. Редактор Microsoft Word не годится потому, что он вставляет в строку невидимые служебные символы, которые, искажают команды Python и программа отказывается работать. Если листинг программы вы скачали в формате «.doc » или подобном – следует создать пустой текстовый файл в программе « Блокнот » – выделить и скопировать листинг из файла «.doc » и вставить в пустой текстовый файл « Блокнота » с расширением «.txt » и сохранить его с именем программы. Затем открыть этот файл и сохранить уже с расширением «.py ». Вам будут нужны оба этих файла.

Важно, строки программы должны начинаться без пробела точно с начала строки.

Если в программе имеются логические операторы, например while или for, то за таким оператором следуют строки одного или нескольких блоков. Блоки выполняются программой,

или пропускаются без исполнения, в зависимости от условия в логическом операторе.

Блоки отделяются от основной программы пробелами в начале строки. Обычно в начале строки блока ставят четыре пробела. Число пробелов в начале строки – важная величина.

Если в компьютере Python 3.4 установлен правильно, то при двойном клике мышью на файле с расширением “.py ”. программа начнет исполнятся. Если программа стопорится или вылетает – Запускаем файл редактора программы « IDLE( Python GUI) » в этом редакторе щелкаем левой кнопкой мыши на – File – затем Open. В выпавшем меню находим свой файл, выделяем его – щелкаем – Открыть. На экран выводится листинг вашего файла с выделением цветом элементов команд. Находим колонку – Run- щелкнув – открываем выпадающее меню и щелкаем на – Run Module F5 – Ваша программа начинает выполняться и останавливается на месте ошибки. Иногда она останавливается на следующей за ошибкой команде. Выводится комментарий к ошибке на английском. В некоторых случаях помогает удаление строки в начале программы « # -*– coding: cp1251 -*– » и программа заработает.

»Программа редактор « IDLE( Python GUI) » идет в комплекте с программой Python 3.4.. и служит для нахождения ошибок в разрабатываемой программе.

При верстке книги « умные программы » что-то убирают, а что-то добавляют, искажая оригинал.

К примеру при верстке удаляются все « лишние» пробелы. Скопировав листинг программы в «Блокноте» в формате «.txt» необходимо восстановить утраченные пробелы. Перед знаком # расположенным после команды надо добавить два пробела. В блоках- там, где блок выделяется пробелами, перед строками блока написана фраза: # Далее Cдвиг – четыре пробела в начале каждой строки. Соответственно в листинг ставим четыре пробела в начало каждой строки. Там, где блок закончился, написано: # Далее Конец Cдвига – четыре пробела в начале каждой строки – и строки начинаются без пробелов в начале строки. Иногда меняется вид ковычек – тоже не дает работать программе – искать такие ошибки лучше в «IDLE( Python GUI)». Если при копировании программа не работает: обращайтесь gsf4610@yandex.ru к автору.

Написание чисел с дробной десятичной частью.

При вводе числа с дробной частью, необходимо отделять дробную часть от целой части числа точкой. Если части числа разделить запятой – программа вылетает без предупреждения.

Величины углов для расчета в программе необходимо задавать в радианах. Если программа в результат расчета выводит величину угла – то он выводится в радианах. Ответ на экран удобнее выводить в градусах – при выводе радианы переводят в градусы. При вводе угловых величин- их обычно вводят в градусах и, перед подачей в расчетную часть, переводят в радианы.

Написание комментариев.

Значок # предваряет начало комментариев. То, что следует за значком программа просто пропускает, переходя на следующую строку. Комментарий программист пишет себе для справки,чтобы потом ему или другому программисту было легче разобраться в работе программы.

Линейная интерполяция

Линейную интерполяцию применяем для определения значения коэффициента находящегося между двемя табличными значениями.

Листинг программы.

# -*– coding: cp1251 -*-

import math # Подключили математич модуль

# Эти первые две строки листинга определяют таблицу кодировки символов

# и подключают библиотеку для математических расчетов.

# Эти две строки, точно без изменения, применяют во всех листингах программ.

uu=” “ # Далее идет вывод на экран заголовка программы.

print (uu)

print (uu)

u=" Расчет линейной интерполяции "

print (u)

print (uu)

# Далее вводим в программу исходные данные для расчета.

print (uu)

u=" Введите X1 "

print (u)

print (uu)

x1=0.00000000

x1=input( ) # Вводим число

x1=float(x1) # Принудительно в вещественное число

print (uu)

u=" Введите X2 "

print (u)

print (uu)

x2=0.00000000

x2=input( ) # Вводим число

x2=float(x2) # Принудительно в вещественное число

print (uu)

u=" Введите Xx "

print (u)

print (uu)

xx=0.00000000

xx=input( ) # Вводим число

xx=float(xx) # Принудительно в вещественное число

print (uu)

u=" ........................................................................ "

print (u)

print (uu)

u=" Введите Y1 "

print (u)

print (uu)

y1=0.00000000

y1=input( ) # Вводим число

y1=float(y1) # Принудительно в вещественное число

print (uu)

u=" Введите Y2 "

print (u)

print (uu)

y2=0.00000000

y2=input( ) # Вводим число

y2=float(y2) # Принудительно в вещественное число

# Далее идет расчет по формуле..

yx=(((y2-y1)*(xx-x1))/(x2-x1))+y1

# Далее выводится на экран результат расчета

u=" ........................................................................ "

print (u)

print (u)

print (uu)

print (uu)

u=" X1 = ", x1," Y1 = ",y1," "

print (u)

print (uu)

u=" X2 = ", x2," Y2 = ",y2," "

print (u)

print (uu)

u=" Xx = ", xx," Yx = ",yx," "

print (u)

print (uu)

u=" ..... ..... ..... ..... ..... ...... ...... "

print (u)

print (u)

print (uu)

print (uu)

input( ) # Ожидание нажима Ентер

# Далее делаем еще один расчет на тех же исходных данных и выводим результаты.

Pii=math.pi # Вытащили число " Пи " и поместили в переменную Pii …

cc=((x2-x1)*(x2-x1))+((y2-y1)*(y2-y1))

c=math.sqrt(cc) # Квадратный корень из " cc "

cs=str(c) # Преобразуем число в строку

u=" Длина линии x1;y1 – x2;y2 = "+cs

print (uu)

print (u)

a=(y2-y1)/(x2-x1)

aur=math.atan(a) # Угол aur в радианах через арс тангенс

au=aur*180/Pii # Угол au в градусах ( переводим ).

aus=str(au) # Преобразуем число в строку

u=" Угол линии x1;y1 – x2;y2 с осью Х = "+aus+" градус "

print (uu) # Выводим пустую строку

print (u) # Выводим результат – угол в градусах

print (uu)

print (uu)

input( ) # Ожидание нажима Ентер что бы можно было прочитать результаты.

# ..... ..... ..... Конец листинга программы ..... ....

Расчет параметров численным интегрированием

Данная программа разработана для расчета момента инерции сложного сечения. Для расчета сечение было разбито по горизонтали на одинаковые по высоте участки ( шаги ). Длинны участков были замеряны и внесены в таблицу. Затем запускаем программу и последовательно вводим из таблицы значения длинн участков. Программа расчитывает момент инерции участка и площадь участка – затем суммирует эти величины. При вводе нуля на запрос длинны – программа показывает результат работы. Программу легко переделать на расчеты интеграции по другим законам.

# -*– coding: cp1251 -*-

# Алгоритм расчета момента инерции и площади интегрированием

import math # Подключили математич модуль

u=" Алгоритм временного расчета Jx интегрированием,"

uu=" "

uuu=" ...... ...... ....... ....... ...... ....... ....... "

print (uu)

print (uu)

print (u)

print (uuu)

print (uu)

u=" Ввести Шаг вдоль оси Y-Y "

print(u)

t=0.00

t=input( ) # Вводим число

t=float(t) # Принудительно в вещественное число

print (uu)

J=0.0000

J=float(J)

Jx=0.0000

Jx=float(Jx)

S=0.0000

S=float(S)

Ss=0.0000

Ss=float(Ss)

d=0.00000001

d=float(d)

L=0.0

L=float(L)

n=1

n=float(n)

while d>0:

# Далее строки начинаются с четырех пробелов.

L=L+t # Суммируем смещение по оси

ss=str(n) # Преобразуем число в строку

Lt=str(L) # Преобразуем число в строку

u=" Ввести высоту по оси Y-Y Ввод № "

u=u+ss+" Смещение по оси = "+Lt

print(u)

d=0.00

d=input( ) # Вводим число

d=float(d) # Принудительно в вещественное число

print (uu)

J=t*d*d*d/12 # Находим момент инерции элемента

Jx=Jx+J # Суммируем J

S=t*d # Нашли площадь элемента

Ss=Ss+S # Суммируем S

n=n+1 # Счетчик числа вводов

# Далее строки начинаются без пробелов.

Pii=math.pi # Вытащили число " Пи "

# Rk=math.sqrt(a) # Квадратный корень из " а "

# sur=math.asin(x) # Угол А в радианах

# su=sur*180/Pii # Угол А в градусах

print (uu)

uuuu=" ,,,, ,,,, ,,,, ,,,,, ,,,,, ,,,, ,,,,, ,,,,, ,,,,, "

print (uuuu)

print (uu)

u=" Площадь сечения = "

ss=str(Ss) # Преобразуем число в строку

u=u+ss

print (u)

print (uu)

u=" Момент инерции по оси Х-Х = "

ss=str(Jx) # Преобразуем число в строку

u=u+ss

print (u)

print (uu)

print (uu)

u=" ...... ...... ...... Конец рассчета ...... ...... ...... "

print (u)

print (uu)

print (uu)

input( ) # Ожидание нажима Ентер

print (uu)

# .............

# Конец программы.

Координаты точек на радиусной кривой

Программа бывает необходима при построении сегмента с радиусом

большой величины – который построить непосредственной разметкой

сложно или невозможно из за мешающих препятствий.

Результаты расчета записываются в файл 'Rezult.txt'.

Листинг программы.

# -*– coding: cp1251 -*-

import math # Подключили математический модуль

import sys # Подключили основные библиотеки

# ....... ....... ....... ...... ...... ....... ....... ......

Pii=math.pi # Вытащили число " Пи "