硬盘磁头滑块优化设计研究

发布时间：2020-04-20 04:25

【摘要】： 随着硬盘存储密度的增大,磁头和磁盘之间的气膜厚度(飞高)不断减少。降低磁头/磁盘间隙是磁存储密度复合增长率迅速提高的主要因素。本文主要就磁头滑块的静力学特性、稳态飞行姿态和形状优化设计作了研究。 首先以任意克努森数Kn的超薄气体润滑方程为基础,采用有限体积法对方程进行离散,用Matlab编写气膜压强分布求解程序,求解了气膜的压强分布。气膜压强分布的仿真是磁头滑块静特性及磁头滑块形状优化的基础。通过仿真,讨论其算法的合理性和准确性,为磁头滑块优化设计提供理论依据。然后运用模拟退火算法求解了磁头滑块稳定飞行姿态参数,利用磁头稳念时所受力和力矩残差建立目标函数求解。计算过程中无需确定搜索方向,最终解稳定。最后以稳定飞行时的飞行高度与优化目标间的波动最小建立优化模型,同时模型满足尺寸约束条件和磁头稳定飞行的性能约束条件,编写程序采用模拟退火算法对该模型求解。本文不但选取了三体磁头,还选取了形状复杂的多轨磁头进行仿真,并对优化前后磁头的飞行特性做了对比。结果表明,优化后的磁头滑块在飞行姿态性能上有很大程度的改进。
【图文】：

北方_l;业大学硕士学位论文硬盘驱动器上，数字信息是用读/写磁头“写”在微型磁盘上的，而读/写磁头又是安装在一个小型的滑块上的。如图1.1所示，滑块连在不锈钢悬臂上，悬臂又与音圈马达相连，最终由音圈马达控制磁头的定位。当硬盘驱动器在进行读/写操作时，其滑块具有凹槽的一面朝向磁盘，，而磁盘的高速旋转使磁头/盘间隙中产生高速气流，由此在处于磁头以下和磁盘以上的空间就形成空气轴承 (AirBearingSurface)，并产生升力支撑磁头稳定地悬浮在纪录信息的磁盘上方，从而完成读/写操作。在一定程度上

因变量在节点之间的分布，以便计算通过相邻控制体之间的对流和扩散通量，这又与有限单元的插值函数相类似。有限体积法的空间离散过程如下:把计算的区域划分成结构化网格，如图2.4所示，节点P的控制体如图中阴影部分所示，在x方向与节点P相邻的节点为W、E，在y方向与节点P相邻的节点为N、S，控制体的界面分别用小写字母标出。结构化网格节点的排序与有限差分网格十分相似，即当给出了一个节点的编号后，立即可以的得出其相邻节点的编号。结构化网格是一种传统的网格形式
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP333.35

【参考文献】

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1 王玉娟,陈云飞,岳振兴,颜景平;高密度硬盘磁头形状的动态优化设计[J];东南大学学报(自然科学版);2002年04期

2 戴斌,冯亮,王玉娟,陈云飞;高密度负压磁头磁盘系统的静力学仿真[J];东南大学学报(自然科学版);2005年02期

3 黄平;吴彦华;牛荣军;;影响磁头超薄气膜飞行稳态特性因素的数值分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年12期

本文编号：2634151