硬盤氣膜潤滑系統(tǒng)靜態(tài)特性分析及磁頭起飛-降落實驗研究.pdf

1、硬盤驅(qū)動器是計算機的主要存儲部件，隨著科技的發(fā)展，其體積不斷變小、容量逐漸增大。為了能夠進一步提高硬盤的容量，磁頭與磁盤之間的最小間隙已經(jīng)降低到幾個納米，在如此小的間隙下，傳統(tǒng)的氣膜潤滑理論不能適用于氣膜潤滑的控制方程，需要考慮氣體的稀薄效應(yīng)。為了保證模擬氣膜潤滑靜態(tài)特性的精度，本文在連續(xù)流體的基礎(chǔ)上，考慮氣體的稀薄效應(yīng)對可壓縮氣體的Reynolds方程進行了修正，并選用新的修正模型----LFR模型來建立數(shù)學(xué)模型。將LFR模型與普遍使

2、用的FK模型進行比較，數(shù)值結(jié)果表明，運用LFR模型求解壓力曲線幾乎與FK模型重合，但是LFR模型計算效率要比FK模型的高。
　　本文采用LSFD法和FV法兩種方法應(yīng)用于求解修正的氣膜潤滑控制方程。將兩種方法模擬精度以及計算效率進行對比，得出有限體積法不僅模擬精度比較高，而且計算效率要高于最小二乘有限差分法。根據(jù)有限體積法求解了飛行參數(shù)的變化對氣膜滑塊承載力以及壓力中心的影響，研究結(jié)果顯示:最小飛行高度以及俯仰角和承載力之間呈反比關(guān)

3、系，且對承載力的影響較大;最小飛行高度的變化對X方向壓力中心和Y方向壓力中心的變化影響不同，且對X方向壓力中心的影響較大;俯仰角的增加導(dǎo)致X方向壓力中心的增大，Y方向壓力中心則先增大后減小，且X方向壓力中心變化幅度較大;磁盤轉(zhuǎn)速的增大會導(dǎo)致承載力的變大，磁盤轉(zhuǎn)速過低時會發(fā)生撞盤。在修正量綱一的二維Reynolds方程的基礎(chǔ)上，采用LFR新模型，引入壓力流因子和剪切流因子并考慮稀薄系數(shù)和粗糙度的影響，運用有限體積法進行求解，研究了二維粗糙

4、度模式對硬盤氣膜潤滑系統(tǒng)靜態(tài)特性的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):當(dāng)粗糙度模式呈橫向分布時，粗糙度在氣膜滑塊長度方向?qū)饽毫Ψ植加绊戄^大，當(dāng)粗糙度模式呈縱向分布時，粗糙度在氣膜滑塊寬度方向上對氣膜壓力分布影響較大;當(dāng)粗糙度模式呈橫向分布時，承載力隨著粗糙度值的增加而增大;當(dāng)粗糙度模式呈縱向分布時，承載力隨著粗糙度值的增加而減小;當(dāng)粗糙度模式不論呈現(xiàn)橫向或者縱向模式時，粗糙度模式分布越明顯，對X方向壓力中心的影響越大;對Y方向壓力中心的影響幅度較小