磁头/磁盘界面粗糙度和容纳系数对气膜润滑特性综合影响机理研究
发布时间：2021-09-22 21:31
硬盘（Hard disk drive-HDD）作为计算机硬件系统组成部分之一,它承载着存储、记忆计算机信息和数据的重大职责。磁头/磁盘系统工作时,磁头随着浮动块一并漂浮于磁盘上方,这是因为磁盘在主轴的带动下高速旋转,将空气带入浮动块和盘片之间,从而使磁头能够漂浮于盘片上方而不至于损坏磁道,而浮动块和盘片之间的这个距离就是对硬盘的储存容量起着决定性作用的量—浮动块的飞行高度（Flying Height）。随着人们对硬盘存储容量和性能要求的日渐提高,飞行高度已经降至若干个纳米级别,这就使得传统的研究气膜润滑的方程-Reynolds方程不再适用,而必须要进行适当地修正。考虑到影响气膜润滑的多个因素,基于课题组提出的分子气膜润滑（Molecular Gas Film Lubrication-MGL）方程简化模型,本文提出了同时考虑磁头和磁盘表面的粗糙度情况及其容纳系数（Accommodation Coefficient-AC）、气体的稀薄效应等因素的修正MGL方程。在该修正的MGL方程中,引入了影响气膜润滑的流量因数、剪切流因子、压力流因子等粗糙度参量,考虑了表面容纳系数和粗糙度等各组合因素对...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１硬直的结构示意困??如图１．１所示，硬盘的基本结构主要由Ｗ下凡个部分组成；硬盘的盘片（Ｄｉｓｋ）、用于??
＾长度方向??图２．３对互垫式巧块分别采巧ＦＫ、ＰＳＯ模埋计算的压力分布的相对误差??由图２．３可看到，对于Ｈ垫式的气膜浮动块，用ＦＫ模型和ＰＳＯ模型计算出的压??力分布的相对误差非常之小，最小的误差己经低于０．０３％。这也就进一步验证了该模型??的精确性，鉴于ＰＳＯ模型的精确度如此之高，本文在进行研巧时，均采用该模型，这就??提高了理论研巧的可信度和准确度。??２．３．３?ＬＦＲ?模型??为了使复杂的润滑方程更为简洁，Ｓｈｉ和ＹａｎｇＰＡｌ于２０１０年提出了更为精简的适用于??对润滑方程修正的模型一线性流率（ＬＦＲ）模型，该模型的实施过程如下：??先将ＦＫ求解的数据库进行分段，假设把其定义域分隔成ｎ部分，在每个小的区域［成??斯设定一个连续函数，如下：??ｇｐ?＝?口１?＋?幻２公｛ｄ＾?＜Ｄ＜?ｄｊ）?口．３８）??运用假设的线性函数复ｐ来近似＆，最优的逼近标准如下：??ｍｉｎ?＆?＝芝?ｅ；＝芝知．－。Ａ）?口．３９）??７＝１?．；＝１?Ｊ??上式中
Ｋｎｕｄｓｅｎ数的倒数Ｄ??图２．４?ＦＫ模型和ＬＦＲ模型在不同Ｄ时流率值对比??由图２．４可知，在取不同拉森数倒数（Ｚ））时，ＬＦＲ模型息是和ＦＫ模型有着很高的拟??合性，这就很好的证明了新模型的准确性。??２．４本章小结??第二章首先Ｗ流体润滑理论基础，引出了研究流体润滑时应用最为广泛的方程一??Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，并对方程中相关参量的表达式及其物理意义作出了详细的介绍；然后介??绍了应用传统的润滑方程解决浮动块在飞行高度较低时存在的各种问题，如稀薄效应等??等，为了解决这些问题，研充学者们提出了各种的修正搁滑方程的方法，如Ｂｕｒｇｄｏｒｆｅｒ??等的一阶修正的模型、Ｄｅｍｏ的的二阶修正的模型、王玉娟等学者的模型等等；基于Ｗ上??模型，本章提出了同时考虑磁头及磁盘表面粗糖度和容纳系数的气膜润滑方程，并对其??进行了详细的介绍和说明。最后，为了更为方便快速的求解前述提出的润滑方程，文章??概括了兰种简化Ｒ巧ｎｏｌｄｓ方程新模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]移动硬盘磁盘滑移产生的位置误差研究[J]. 潘佩琦,肖勇,葛晓宇,郑哲. 测控技术. 2013(06)
[2]考虑磁头表面高度不连续性气膜润滑的数值模拟与有效算法[J]. 杨廷毅,史宝军,葛培琪,白雪. 计算力学学报. 2013(03)
[3]表面粗糙度对硬盘超低飞高气膜静态特性的影响[J]. 史宝军,季家东,杨廷毅. 机械工程学报. 2011(11)
[4]磁头滑块压强分布的一种数值求解方法[J]. 陈慧敏,谭晓兰,常涛. 润滑与密封. 2009(05)
[5]基于多重网格控制体方法的皮米磁头气膜压强求解[J]. 阮海林,王玉娟,段传林,陈云飞. 传感技术学报. 2006(05)
[6]表面粗糙度对磁头磁盘系统静特性的影响[J]. 王玉娟,陈云飞,庄苹,颜景平. 机械工程学报. 2002(01)
[7]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)
本文编号：3404408
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１硬直的结构示意困??如图１．１所示，硬盘的基本结构主要由Ｗ下凡个部分组成；硬盘的盘片（Ｄｉｓｋ）、用于??
＾长度方向??图２．３对互垫式巧块分别采巧ＦＫ、ＰＳＯ模埋计算的压力分布的相对误差??由图２．３可看到，对于Ｈ垫式的气膜浮动块，用ＦＫ模型和ＰＳＯ模型计算出的压??力分布的相对误差非常之小，最小的误差己经低于０．０３％。这也就进一步验证了该模型??的精确性，鉴于ＰＳＯ模型的精确度如此之高，本文在进行研巧时，均采用该模型，这就??提高了理论研巧的可信度和准确度。??２．３．３?ＬＦＲ?模型??为了使复杂的润滑方程更为简洁，Ｓｈｉ和ＹａｎｇＰＡｌ于２０１０年提出了更为精简的适用于??对润滑方程修正的模型一线性流率（ＬＦＲ）模型，该模型的实施过程如下：??先将ＦＫ求解的数据库进行分段，假设把其定义域分隔成ｎ部分，在每个小的区域［成??斯设定一个连续函数，如下：??ｇｐ?＝?口１?＋?幻２公｛ｄ＾?＜Ｄ＜?ｄｊ）?口．３８）??运用假设的线性函数复ｐ来近似＆，最优的逼近标准如下：??ｍｉｎ?＆?＝芝?ｅ；＝芝知．－。Ａ）?口．３９）??７＝１?．；＝１?Ｊ??上式中
Ｋｎｕｄｓｅｎ数的倒数Ｄ??图２．４?ＦＫ模型和ＬＦＲ模型在不同Ｄ时流率值对比??由图２．４可知，在取不同拉森数倒数（Ｚ））时，ＬＦＲ模型息是和ＦＫ模型有着很高的拟??合性，这就很好的证明了新模型的准确性。??２．４本章小结??第二章首先Ｗ流体润滑理论基础，引出了研究流体润滑时应用最为广泛的方程一??Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程，并对方程中相关参量的表达式及其物理意义作出了详细的介绍；然后介??绍了应用传统的润滑方程解决浮动块在飞行高度较低时存在的各种问题，如稀薄效应等??等，为了解决这些问题，研充学者们提出了各种的修正搁滑方程的方法，如Ｂｕｒｇｄｏｒｆｅｒ??等的一阶修正的模型、Ｄｅｍｏ的的二阶修正的模型、王玉娟等学者的模型等等；基于Ｗ上??模型，本章提出了同时考虑磁头及磁盘表面粗糖度和容纳系数的气膜润滑方程，并对其??进行了详细的介绍和说明。最后，为了更为方便快速的求解前述提出的润滑方程，文章??概括了兰种简化Ｒ巧ｎｏｌｄｓ方程新模型
【参考文献】：
期刊论文
[1]移动硬盘磁盘滑移产生的位置误差研究[J]. 潘佩琦,肖勇,葛晓宇,郑哲. 测控技术. 2013(06)
[2]考虑磁头表面高度不连续性气膜润滑的数值模拟与有效算法[J]. 杨廷毅,史宝军,葛培琪,白雪. 计算力学学报. 2013(03)
[3]表面粗糙度对硬盘超低飞高气膜静态特性的影响[J]. 史宝军,季家东,杨廷毅. 机械工程学报. 2011(11)
[4]磁头滑块压强分布的一种数值求解方法[J]. 陈慧敏,谭晓兰,常涛. 润滑与密封. 2009(05)
[5]基于多重网格控制体方法的皮米磁头气膜压强求解[J]. 阮海林,王玉娟,段传林,陈云飞. 传感技术学报. 2006(05)
[6]表面粗糙度对磁头磁盘系统静特性的影响[J]. 王玉娟,陈云飞,庄苹,颜景平. 机械工程学报. 2002(01)
[7]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)
本文编号：3404408
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3404408.html
