2022年4月下旬発行予定の新刊書籍、『よくわかる剛性マトリクス法－Excelによる構造解析入門－』のご紹介です。同書の「序文」を、発行に先駆けて公開します。

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序文

構造設計に携わる方は、剛性マトリクス法という言葉は耳にしたことがあるかと思います。本書は、剛性マトリクス法をはじめて学ぶ学生や実務者を対象とした解説書です。剛性マトリクス法は、構造物を線材の組み合わせとして考え、行列を利用して複雑な構造物の解析を行う手法であり、コンピュータによる一貫計算プログラムの多くはこの解析手法を使用しています。計算プログラムでは、簡単に答えが得られますが、得られた結果の妥当性を検証するためには、解析手法についての理論を知っている必要があります。

そこで、本書では剛性マトリクス法の解析手法を習得することを主眼とし、煩雑な行列演算はExcelを利用し、初歩的な構造力学の知識さえあれば理解することが可能なように、トラスやラーメンの解析方法を説明することとしました。

このほか、本書の解説に準じて作成した、Excel VBAを利用したトラスやラーメンの解析プログラムを以下のURLからダウンロードできます。

https://www.morikita.co.jp/books/mid/052631

これを利用して多くの構造力学の問題を解くことにより、力学的感覚を養うことができます。

本書は剛性マトリクス法の入門書ですが、剛性マトリクス法が対象とする線材要素の代わりに面要素を利用して解析を行うと、さらに複雑な形状の解析が可能な有限要素法となります。そのほかにも、振動における固有値問題や弾性体の座屈などでも、行列を利用した解析が扱われます。本書を理解すると、このようなさらに高度な解析の学習もスムーズに進むことでしょう。

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複雑でつまずきがちな剛性マトリクス法を、Excelを使ってスムーズに身につけよう！

 剛性マトリクス法の基礎からはじめて有限要素法の初歩まで、トラス、ラーメン解析の豊富な例題を交えながらわかりやすく解説します。複雑な計算はExcelのプログラムを使って実践的に解くことができるよう工夫されているので、行列演算に惑わされることなく、マトリクス構造解析の考え方の基礎をしっかりと学べます。

 これから剛性マトリクス法を学ぶ大学生、設計エンジニアにおすすめの一冊です。