計算破壊力学のための応用有限要素法プログラム実装

読者対象： 実務で強度解析に携わる技術者や、材料力学や構造力学を学ぶ学生からつぎのような声が聞こえてきます。 「汎用有限要素法（FEM）ソフトウェアには多くの種類の要素があり、どれを使ったら良いかわからない。」 「汎用FEMソフトウェアにある様々な解析オプションの意味が，マニュアルを読んでもよくわからない。」 「汎用FEMソフトウェアを研究開発業務でカスタマイズするためにユーザサブルーチンを書きたいが、FEMプログラムの処理手順の基本がわからない。」 「授業でプログラミングやFEMの基礎を習ったが、いざ実用的なプログラムを書こうとしても、どのように始めたらよいかわからない。」 本書はこのような声に答えるために執筆しました。 書籍の特徴： 本書は、FEMを実務で扱われる破壊力学問題へ応用するという観点から、汎用FEMソフトウェアで用いられている技術である、高性能有限要素、多点拘束条件、領域積分法、結合力き裂モデル、弾塑性解析手法、さらに最近提案された拡張有限要素法（XFEM）について詳しく解説しています。非線形FEMやXFEMの理論と定式化、プログラム実装を明確に分けて記述しており、コロナ社のWEBサイトから提供するC言語による6種類のFEM・XFEMプログラムを実行させながら、FEM解析の手順やアルゴリズムについて理解を深めることができます。本書は、商用プログラムと同等なFEMプログラムを書くための基本技術を提供します。 内容： 〈第1部理論〉（1、2、3、4章）では、定式化に必要となる基礎方程式、仮想仕事の原理、弾塑性構成則、J積分の領域積分表示式、バイリニア型の結合力モデル、XFEMの理論、非線形FEM解析で必須のニュートンラフソン法について解説します。 〈第2部定式化〉（5、6、7、8章）では、離散化方程式における拘束条件の処理方法、二次元・三次元アイソパラメトリック要素の通常の定式化に加えて、弾塑性問題における体積ロッキング対策のためのB-bar要素、曲げ問題におけるせん断ロッキング対策のための非適合要素、低減積分要素およびアワーグラス制御について説明します。さらに、結合力モデルを組み込むためのインターフェース要素、陰解法に基づく弾塑性解析の定式化を具体的に示します。 〈第3部プログラミング実装〉（9、10、11章）では、二次元・三次元連続体要素による線形弾性解析・弾塑性解析プログラム4本についてのプログラムと構造体の仕様、プログラムを構成する関数のツリーと機能、入力データフォーマットを検証解析例とともに示します。さらに、二次元弾性問題についてのXFEM解析プログラムについても同様な形式で解説します。 〈付録〉では二次元4節点・三次元8節点アイソパラメトリック要素の表記式について補足するとともに、連立一次方程式の求解処理にスパースソルバーを用いる方法についても触れます。 著者からのメッセージ： あなたをこの道のプロフェッショナルへ導きます。 Welcome to deep FEM world!