硬盤氣膜潤(rùn)滑系統(tǒng)靜態(tài)特性分析及磁頭起飛-降落實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、硬盤驅(qū)動(dòng)器是計(jì)算機(jī)的主要存儲(chǔ)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(jìn)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(gè)納米，在如此小的間隙下，傳統(tǒng)的氣膜潤(rùn)滑理論不能適用于氣膜潤(rùn)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(rùn)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(duì)可壓縮氣體的Reynolds方程進(jìn)行了修正，并選用新的修正模型----LFR模型來(lái)建立數(shù)學(xué)模型。將LFR模型與普遍使

2、用的FK模型進(jìn)行比較，數(shù)值結(jié)果表明，運(yùn)用LFR模型求解壓力曲線幾乎與FK模型重合，但是LFR模型計(jì)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(rùn)滑控制方程。將兩種方法模擬精度以及計(jì)算效率進(jìn)行對(duì)比，得出有限體積法不僅模擬精度比較高，而且計(jì)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(duì)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(duì)承載力的影響較大;最小飛行高度的變化對(duì)X方向壓力中心和Y方向壓力中心的變化影響不同，且對(duì)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(huì)導(dǎo)致承載力的變大，磁盤轉(zhuǎn)速過低時(shí)會(huì)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(yùn)用有限體積法進(jìn)行求解，研究了二維粗糙

4、度模式對(duì)硬盤氣膜潤(rùn)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(shí)，粗糙度在氣膜滑塊長(zhǎng)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(shí)，粗糙度在氣膜滑塊寬度方向上對(duì)氣膜壓力分布影響較大;當(dāng)粗糙度模式呈橫向分布時(shí)，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(shí)，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(shí)，粗糙度模式分布越明顯，對(duì)X方向壓力中心的影響越大;對(duì)Y方向壓力中心的影響幅度較小