润滑层对浮动块与磁盘间分子作用力的影响

当硬盘驱动器的磁头飞行高度处于几纳米的范围内,需要考虑浮动块与磁盘间介质对分子间作用力的影响。采用修正的Hamaker常数,推导出适合于浮动块与磁盘界面的分子作用力计算公式;然后,以双轨浮动块和ASS浮动块为例,采用数值积分方法,研究了润滑层对分子作用力与最小飞行高度之间关系。数据结果显示,当润滑层厚度小于1nm时,润滑层能明显地减小分子作用力;当润滑层厚度大于2nm时,继续增加润滑层厚度,分子作用力减小幅度降低。通过研究润滑层对分子作用力与俯仰角之间关系,可以发现润滑层对其影响较小。最后,采用有限体积法计算楔形浮动块的气膜压力分布,研究了楔形浮动块考虑润滑层的分子间作用力与气膜力耦合后的总承载力与最小飞行高度的关系。结果表明:润滑层在浮动块最小飞行高度小于2nm时对总承载力的影响较大;浮动块在没有润滑层的磁盘上以超低飞行高度飞行时更容易与磁盘发生碰撞。     

基于状态空间法的结构动力学建模与简化算法

介绍一种利用模态变换和状态空间理论求解多自由度系统动力学特性和动态响应的方法。该方法可以通过多个单自由度系统模态叠加得出系统的总体频率及时域响应,并可以排序各阶模态对总体响应的相对重要性;通过对各阶模态进行排序,忽略一些不太重要的模态,以对模型进行降阶处理获得简化模型。以简单的悬臂梁模型为例介绍了如何利用有限元模态分析求解模型的特征值和特征向量并建立状态空间模型,并对结构动态响应进行简化计算分析的过程。数值结果表明：该悬臂梁的降阶简化模型和全模型的结果非常接近,验证了该方法在简化计算分析过程的同时可以保证分析的准确性。