磁头/磁盘界面传热特性分析与磁头飞行特性实验研究
发布时间：2020-12-10 19:47
磁存储硬盘由于其存储容量大、速度快和安全性能高等特点而被广泛应用。为了获得较高的磁记录密度,磁头和磁盘间的间隙（飞行高度）越来越小,已经减小到几纳米。在这极小的间隙下,粗糙的滑块和/或磁盘会产生磨损、摩擦、读/写单元磁退化和碰撞,从而影响其压力分布、热传递和磁头飞行特性。因此对于带有缺陷的磁头/磁盘界面的压力分布、热传递以及磁头飞行特性的研究尤为重要。本文主要是对磁头/磁盘界面压力分布和热传递进行了数值分析以及对磁头飞行特性进行了实验研究。当磁头与磁盘之间的间隙达到纳米级的时候,磁头磁盘间的气体已不再是连续的,此时必须考虑气体稀薄效应对磁头/磁盘界面的气膜润滑的影响。本文基于本课题组提出的Reynolds方程线性流率（LFR:linearized flow rate）模型,研究了带有微观缺陷的磁头磁盘界面的压力分布和传热特性,并且将LFR模型和二阶模型以及FK模型得出的模拟结果,包括压力分布和热通量分别进行了比较。本论文数值分析步骤为:1)运用LFR模型的Reynolds方程求解带有缺陷的磁头/磁盘界面的压力分布;2)基于能量方程,把压力分布作为已知条件求解出温度分布;3)采用傅里叶定...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 磁存储硬盘的研究背景
1.1.1 磁存储硬盘的工作原理
1.1.2 磁存储硬盘的发展
1.2 磁存储硬盘的研究与发展
1.2.1 磁头/磁盘界面Reynolds方程的研究与发展
1.2.2 磁头/磁盘界面传热特性的研究与发展
1.2.3 磁头飞行特性的研究与发展
1.3 选题背景及意义
1.4 课题研究的主要内容
第2章 纳米间隙气膜润滑方程
2.1 Reynolds方程和气膜润滑理论
2.2 稀薄效应
2.3 加入稀薄效应的润滑模型
2.3.1 修正模型的Reynolds方程
2.3.2 FK模型的Reynolds方程
2.3.3 LFR模型的Reynolds方程
2.3.4 LFR模型和FK模型对比
2.4 本章小结
第3章 带有缺陷磁头/磁盘界面压力分布的研究
3.1 磁头/磁盘界面的压力分布求解的数学模型
3.2 磁头/磁盘界面的压力分布的有限单元求解方法
3.3 缺陷磁头/磁盘界面压力分布的数值结果分析
3.3.1 三种模型压力分布对比
3.3.2 外界环境变量对缺陷磁头/磁盘界面压力分布的影响
3.3.3 自身变量对缺陷磁头/磁盘界面压力分布的影响
3.4 本章小结
第4章 带有缺陷磁头/磁盘界面传热特性的研究
4.1 磁头/磁盘界面传热特性求解的数学模型
4.2 磁头/磁盘界面传热特性的有限元求解方法
4.3 缺陷磁头/磁盘界面热通量的数值结果分析
4.3.1 三种模型热通量对比
4.3.2 外界环境变量对缺陷磁头/磁盘界面热通量的影响
4.3.3 自身变量对缺陷磁头/磁盘界面热通量的影响
4.4 本章小结
第5章 磁头/磁盘界面飞行特性的实验研究
5.1 引言
5.2 实验设备选用及步骤
5.2.1 实验设备选用
5.2.2 实验步骤
5.3 实验结果及分析
5.3.1 测试环境压力及磁盘转速对磁头I发生TD及TO的影响
5.3.2 测试环境压力及磁盘转速对磁头II发生TD及TO的影响
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁头/磁盘系统静态特性实验研究[J]. 吴彦华,孙磊厚,陈扬枝,朱文坚. 现代制造工程. 2009(07)
[2]气体平均自由程纳米尺度效应的蒙特卡罗模拟[J]. 张延瑞,孟永钢. 润滑与密封. 2006(07)
[3]超薄气体润滑磁盘/磁头系统动力学分析[J]. 庄苹,王玉娟,陈云飞. 中国机械工程. 2001(10)
[4]高密度记录磁头系统的结构和工作原理[J]. 周剑平,李华飚,顾有松,常香荣,赵春生,田中卓. 磁性材料及器件. 2000(06)
博士论文
[1]高存储密度硬盘磁头/磁盘界面热效应与检测技术研究[D]. 张传伟.哈尔滨工业大学 2015
[2]磁头/磁盘系统冲击响应数值分析及实验研究[D]. 杨廷毅.山东大学 2014
本文编号：2909271
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 磁存储硬盘的研究背景
1.1.1 磁存储硬盘的工作原理
1.1.2 磁存储硬盘的发展
1.2 磁存储硬盘的研究与发展
1.2.1 磁头/磁盘界面Reynolds方程的研究与发展
1.2.2 磁头/磁盘界面传热特性的研究与发展
1.2.3 磁头飞行特性的研究与发展
1.3 选题背景及意义
1.4 课题研究的主要内容
第2章 纳米间隙气膜润滑方程
2.1 Reynolds方程和气膜润滑理论
2.2 稀薄效应
2.3 加入稀薄效应的润滑模型
2.3.1 修正模型的Reynolds方程
2.3.2 FK模型的Reynolds方程
2.3.3 LFR模型的Reynolds方程
2.3.4 LFR模型和FK模型对比
2.4 本章小结
第3章 带有缺陷磁头/磁盘界面压力分布的研究
3.1 磁头/磁盘界面的压力分布求解的数学模型
3.2 磁头/磁盘界面的压力分布的有限单元求解方法
3.3 缺陷磁头/磁盘界面压力分布的数值结果分析
3.3.1 三种模型压力分布对比
3.3.2 外界环境变量对缺陷磁头/磁盘界面压力分布的影响
3.3.3 自身变量对缺陷磁头/磁盘界面压力分布的影响
3.4 本章小结
第4章 带有缺陷磁头/磁盘界面传热特性的研究
4.1 磁头/磁盘界面传热特性求解的数学模型
4.2 磁头/磁盘界面传热特性的有限元求解方法
4.3 缺陷磁头/磁盘界面热通量的数值结果分析
4.3.1 三种模型热通量对比
4.3.2 外界环境变量对缺陷磁头/磁盘界面热通量的影响
4.3.3 自身变量对缺陷磁头/磁盘界面热通量的影响
4.4 本章小结
第5章 磁头/磁盘界面飞行特性的实验研究
5.1 引言
5.2 实验设备选用及步骤
5.2.1 实验设备选用
5.2.2 实验步骤
5.3 实验结果及分析
5.3.1 测试环境压力及磁盘转速对磁头I发生TD及TO的影响
5.3.2 测试环境压力及磁盘转速对磁头II发生TD及TO的影响
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 本文总结
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁头/磁盘系统静态特性实验研究[J]. 吴彦华,孙磊厚,陈扬枝,朱文坚. 现代制造工程. 2009(07)
[2]气体平均自由程纳米尺度效应的蒙特卡罗模拟[J]. 张延瑞,孟永钢. 润滑与密封. 2006(07)
[3]超薄气体润滑磁盘/磁头系统动力学分析[J]. 庄苹,王玉娟,陈云飞. 中国机械工程. 2001(10)
[4]高密度记录磁头系统的结构和工作原理[J]. 周剑平,李华飚,顾有松,常香荣,赵春生,田中卓. 磁性材料及器件. 2000(06)
博士论文
[1]高存储密度硬盘磁头/磁盘界面热效应与检测技术研究[D]. 张传伟.哈尔滨工业大学 2015
[2]磁头/磁盘系统冲击响应数值分析及实验研究[D]. 杨廷毅.山东大学 2014
本文编号：2909271
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