はり要素で解く構造動力学: 建物の崩壊解析からロボット機構の制御まで Fortran90・C++ソースコード付

著者 : 磯部大吾郎

• 丸善出版 (2020年9月19日発売)

作品紹介・あらすじ

著者が開発した有限要素解析の応用手法であるASI-Gauss法，並列的逆動力学計算法を用いて，建物の崩壊解析およびロボット機構の制御理論を解説した専門書．はり要素を用いた有限要素法から各手法の導出方法を丁寧に解説．さらに例としてNY世界貿易センタービルの航空機衝突解析や建物の発破解体解析，様々なリンク系のフィードフォワード制御実験等を豊富な図とともに紹介し，より理解を深められるつくりとした．

　巻末付録として，各解析手法のFortran90・C++ソースコード（ダウンロード可能）の解説のほか，本書掲載の解析・実験結果を動画で閲覧できる限定公開アドレスを収録．これから構造工学を学ぶ学生，崩壊解析をやってみたいというエンジニアの方々の導入書としても最適の一冊．

感想・レビュー・書評

[桜美林大学図書館さんの感想 · 2022年3月9日]

https://cool.obirin.ac.jp/opac/volume/886373

[ゆうせいさんの感想 · 2021年6月27日]

筑波大学教授、磯部大吾郎 著。
筑波大学の授業科目「構造力学Ⅱ」(第1～5，9，20～23章)、大学院科目「構造力学特論」(第4～8章)の教科書。
リアルに近づく振動解析。

有限要素法の参考書というと平面2次元の線形解析を扱うものが大半であるが、本書では一次元(線材)の梁要素のみを扱うことで、より初学者が取っつきやすくなっている。その一方で非線形解析(回転・座屈・塑性・破断・接触)の広範な適用事例を示し、具体的な応用先や奥深さも知ることができる。少々マニアックな内容ではあるものの、梁の初等材料力学の延長線で理解でき、現実に沿った問題に親しめるという意味で、まず手にする入門書としても適当だろう。
その点は意識して書かれたようで、非線形解析の難しい理論の導出にはあまり踏み込まずに考え方と結果として用いる数式を示している。更新ラグランジ法など専門用語に本書で触れてから、後に他の専門書に移行すると理解を助ける。非線形有限要素法の専門書は数式の羅列ばかりになりがちだが、本書は実験による検証が示されており、実現象との対応がイメージできる点が非常に良い。

目次
1.序
○第Ⅰ部　基礎編
2.予備知識として知っておきたい有限要素法のあれこれ
3.はり理論概論
4.はり理論に基づいたはり要素
5.実践編：有限要素解析の初歩の初歩
○第Ⅱ部　建物の崩壊解析編
6.Bernoulli-Eulerはり要素を用いたASI法
7.線形Timoshenkoはり要素を用いたASI法とASI-Gauss法
8.建物の崩壊解析に用いるその他の重要なアルゴリズム
9.NY世界貿易センタービルの航空機衝突解析
10.高層建築物の火災崩落解析
11.火災時の建物の崩壊危険性予測
12.建物の進行性崩壊の危険性予測
13.建物の発破解体解析
14.建物の発破解体計画手法の開発
15.建物の地震時棟間衝突・崩壊解析
16.CTVビルの地震崩壊解析
17.建物の津波・漂流物衝突解析
18.大規模空間吊り天井の脱落被害再現解析
19.家具の地震時挙動解析
○第Ⅲ部　ロボット機構の制御編
20.並列的逆動力学計算法
21.ロボット機構の制御
22.ロボット機構のトルクキャンセリング
23.有限要素法を用いたロボット機構の動作計画
24.結び