ばね要素とコネクタ — トラブルシューティングガイド

ばね要素のトラブルは「設定ミス」がほとんどだ。

ばねが意図した方向に効いていない。確認方法：

• ばね要素の反力を出力 → ゼロなら方向が間違い
• DOF番号（1=x, 2=y, 3=z, 4=θx, 5=θy, 6=θz）を確認
• ローカル座標系の向きを確認

• $k$ が大きすぎる → 完全固定に近い。条件数悪化で数値誤差の可能性
• $k$ が小さすぎる → 効いていない。自由と同等
• $k$ のオーダーが間違っている → 単位系を確認（N/mm? N/m?）

目安：$k$ が構造の全体剛性の $10^{-3}$ 〜 $10^3$ 倍の範囲内が妥当。それ以外はおかしい可能性が高い。

SPRING1はグローバル座標系の指定DOFに作用する。地盤ばねで鉛直方向を想定しているなら、鉛直がz軸であることを確認。斜面の法線方向にばねを入れたい場合はローカル座標系が必要。

テーブルの不連続性が原因のことが多い。対策：

• テーブルの折れ点を滑らかにする（鋭い角を丸める）
• 初期増分を小さくする
• 非線形ソルバーの収束基準を緩和（一時的に）

• 方向の間違い → DOF番号、座標系を確認。反力がゼロなら方向エラー
• $k$ のオーダー → 構造剛性の $10^{-3}$ 〜 $10^3$ 倍の範囲か。単位系確認
• 接地ばねの方向 → グローバル座標系のDOFを確認
• 非線形の収束 → テーブルの不連続を滑らかに
• ばね要素のトラブルは全て「設定ミス」 — 要素自体に問題はない

その通り。ばね要素を追加したら、必ず反力を確認する。反力がゼロなら効いていない。反力が異常に大きいなら $k$ がおかしい。反力チェックがばね要素のデバッグの基本だ。