Abaqus魔术揭秘2.0-纸带闪扣回形针

时间真快，距离上次我们用Abaqus揭秘小魔术-无法逃脱的戒指，已经过去2年了，这期文章让我们一起来用Abaqus揭秘另外一个小魔术-纸带闪扣回形针。

如果你身边恰好有回形针，那么现在你就可以变一下这个魔术：首先将zhibi或条状纸带弯曲成S型，再把S型纸带压扁，最后用两个回形针将纸带的两端与相邻的纸面别在一起，准备工作完毕。

魔术准备

见证奇迹的时刻到了，迅速拉伸纸带两端，两个回形针瞬间扣在了一起。

纸带闪扣回形针魔术

1954年，美国西雅图的魔术师Bill Bowman在一个魔术社团中首次向公众表演了这个魔术。随后，魔术师Martin Gardner拓展了这个魔术，并使它流行起来。再后来，由于这个系列的小魔术里面蕴藏了太多奇妙的拓扑学原理，很多数学家开始介入研究。

日本数学家Tadashi Tokieda的相关论文

我们先为这个魔术的原始版本创建有限元模型，按照上述的准备工作，将两颗回形针分别别在S型纸带上，注意迅速拉伸的分析步开始之前，回形针必须是真正的别在纸带上，即回形针是有预应力的，预应力的实现方法有很多种，可以通过多分析步执行，或者类似于我们的冰棍多米诺模拟，采用重启动来完成，大家感兴趣的话可以随便用一种方法来试一试。

原始版本有限元模型

Abaqus纸带闪扣回形针魔术

为了看清楚两个回形针闪扣到一起的过程，我们将纸带按不同模式显示，再慢动作看一遍。

闪扣过程慢动作（纸带wireframe模式）

闪扣过程慢动作（纸带filled模式）

两个回形针扣在一起的瞬间（顶视）

下面是这个魔术拓展版本的有限元模型，纸带上增加了一条橡皮筋。

拓展版本有限元模型

运行完这个模型，从结果可以看到，拉伸的瞬间，两个回形针闪扣在一起，其中一个回形针同时扣在了橡皮筋上。

Abaqus拓展版纸带闪扣回形针魔术

当然这个魔术你还可以闪扣三个甚至更多的回形针，下面这个视频，我们来看一下Tadashi Tokieda博士的玩法。

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