揭秘魔术背后的科学：ANSA与Abaqus在明日环魔术中的应用

由刘德华主演的《再说一次我爱你》让明日环走进观众的眼中，从此名声大噪。片中华仔向阿Sa演示喜结良缘的效果，用以代表他对妻子的爱情，使明日环瞬间成为“泡MM”之必备佳品，下面就由CAE仿真揭秘明日环的内在原理与仿真建模过程。

ABAQUS中Truss单元，即桁架单元是只能承受拉伸或压缩载荷的杆。它们对弯曲没有抵抗力；因此，它们对于建模销接框架很有用。此外，桁架单元可用作缆绳或绳子的仿真。本案例中的绳子即采用Truss单元。所有桁架单元名称都以字母“T”开头。接下来的两个字符表示元素的维度—“2D”表示二维桁架，“3D”表示三维桁架。最后一个字符表示元素中的节点数。

打开ABAQUS>ELEMENTS>TRUSS

在打开的对话框中，更改Pick选项为Curve(seq),并选择界面中的Curve曲线，单元长度设置为1mm。

在弹出的PID属性界面中，创建新的TRUSS单元属性，设置截面积A为6，根据圆的面积计算公式，半径大概为1.3mm。

并设置戒指为刚性体，戒指与绳子建立自接触。建立方法可参考文章《基于ANSA与ABAQUS的Slinky机灵鬼下楼梯简单实例》。模型建立完成后如图所示。

约束绳子上端123456自由度。并在戒子中心，给旋转初速度。

采用DYNAMIC,EXPLICTI分析，分析时间为0.5s，并给模型加上重力场。

采用META作为后处理，为了渲染出绳子的直径，打开Setting>Windows Settings>Bar/Beam cross section,设置半径为1.5mm。

为渲染成黄金颜色，激活Rendering,右键打开材质选择框，选择Gold,并选择界面中的部件。

渲染结果如下。

本案例完。

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