磁头/磁盘超薄气膜润滑动特性计算与分析

给出了一种新的计算超薄磁头／磁盘气体润滑压力的差分算法和公式,指出了磁头偏离平衡位置的3种方式,并对超薄磁头／磁盘气体润滑问题中的动特性参数进行了计算。计算结果表明：磁头气体动压正翻刚度是影响磁头稳定的重要因素,它会使磁头越来越偏离平衡位置。     

超薄气体润滑磁盘／磁头系统动力学分析

应用修正后的雷诺方程描述超薄气体轴承的润滑特性,应用伽辽金近似建立气体轴承有限元法分析模型。使结构动力学模型与气体动力润滑模型有机地集成起来,建立了气体轴承-磁头结构的系统动力学模型。在考虑表面粗糙度对磁头飞浮稳定性影响时,引进方向模式参数以描述磁盘的表面形貌,仿真结果表明,粗糙表面能有效降低磁头瞬态响应时间,通过参数合理设计可阻止磁头的共振响应,粗糙度的方向特征对动力学的响应有一定的影响,但随着膜厚与粗糙峰高比率的增大,方向特征的影响将逐步降低。     

计及润滑流体热效应的高速静压滑动轴承性能分析

为了研究高转速下润滑流体特性对静压滑动轴承润滑性能的影响,通过考虑热效应下润滑流体的黏度、密度和比热容来对轴承性能进行分析,提出了一种结合自定义函数程序来引入润滑流体热效应关系求解纳维-斯托克斯(NS)方程的方法。以某高速滑动轴承为例,计算分析了润滑流体各个因素对轴承性能的影响,最后与不计及润滑流体特性的情况进行了对比。计算结果表明,计及润滑流体热效应的油膜特性分布,随着温度分布的不同而有显著的变化;黏度对轴承性能参数起关键性的作用,但是在考虑热效应下,密度对最大油膜压力有一定的降低作用,而比热容对最大油膜温度和轴颈摩擦功耗的影响较大,综合考虑才更符合实际工况。计算结果对研究热效应下油腔结构对流体特性的影响以及润滑油的选择等有指导意义。     

安装误差对纳米间隙磁头飞行姿态的影响研究

考虑安装误差引起的磁头俯仰角误差和侧翻角误差,建立了磁头飞行数学模型,通过数值方法分析了安装误差对纳米间隙磁头飞行姿态主要参数的影响,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,俯仰角误差对飞行高度和俯仰角有明显影响,随着俯仰角安装误差的增加,磁头飞高和俯仰角偏差增加,对侧翻角的影响可以忽略。侧翻角误差只对侧翻角有明显影响,随着侧翻角安装误差的增加,磁头飞行侧翻角偏差增加,对磁头飞行高度和俯仰角的影响可以忽略,理论分析和实验结果吻合较好。磁头设计和装配时,应控制磁头的俯仰角安装误差。     

计算机磁头/磁盘超薄气膜润滑稳定性

以任意拉森数的超薄气体润滑方程为基础,给出磁头刚体小扰动对空气轴承滑块 (ABS)气膜压强摄动方程。采用算子分裂法求解气膜压强和非结构三角网格的有限元法解压强摄动方程,得到气膜的刚度系数和阻尼系数矩阵。模态分析得到磁头气固耦合系统的固有频率,衰减率和振型。以Ω型磁头为例,分析了在不同气膜厚度和磁盘转速下的磁头稳定性。研究结果表明,磁头稳定性对气膜厚度很敏感,在小气膜厚度运行时,系统固有频率高,稳定性好;磁头升沉和纵倾运动的动力耦合,使磁头系统固有频率和衰减率降低,对稳定性不利;高转速的磁盘对磁头稳定性不利,但影响不大。     

磁记录系统中磁头飞行状态的敏感性研究

以IBM3370磁头为物理模型，采用Fletcher开关优化算法求解磁头稳定飞行状态参数，研究了在保证磁头飞行状态稳定的条件下，不同悬浮预载力参数和磁头几何结构参数对磁头飞行状态影响的一系列变化规律。     

磁头/磁盘系统气体稀薄效应的影响与数值分析

结合理论和数值计算分析了稀薄效应对磁头／磁盘系统纳米间隙润滑的影响。从膜厚的角度来看,低于气体分子平均自由程的比例并不大。而从膜厚和压力2方面来看,处于稀薄效应区域的比例将大大增加。实际的磁头／磁盘系统中,磁头的大部分仍工作在稀薄气体的滑流区域,离稀薄气体的过渡区还较远。考虑稀薄效应后,磁头／磁盘系统的重要工作性能参数,都有减小的趋势。     

磁头承载面结构层深度对气膜润滑性能的影响

采用理论分析和数值模拟相结合的方法分析了磁头承载面结构层深度变化对气膜性能的影响.结果表明:磁头的基层和次景层深度变化对气膜的正负压承载区域的压力分布产生明显的影响.其中次景层深度的变化主要对正压产生影响,随着次景层深度的不断增加,产生正压的滑块区域压力都明显下降,特别是磁头尾端滑块处的气膜压力变化最大;而基层深度的变化对正压和负压分布都产生影响,随着基层深度变化产生正压的滑块区域压力变化较大,表现更为明显.由于磁头结构层深度变化对正、负压力分布和总气浮力的作用,从而影响气膜承载力性能.在实际磁头结构设计中可以通过优化设计确定最佳各结构层深度,达到增加磁存储容量的目的.     

磁记录系统中磁头飞行状态的敏感性研究

以IBM3370磁头为物理模型 ,采用Fletcher开关优化算法求解磁头稳定飞行状态参数 ,研究了在保证磁头飞行状态稳定的条件下 ,不同悬浮预载力参数和磁头几何结构参数对磁头飞行状态影响的一系列变化规律     

圆锥滚子弹流润滑的热效应分析

通过数值求解研究两圆锥滚子间的热弹流润滑问题,分析弹流润滑区内压力、膜厚和温度的分布曲线,讨论热效应和滑滚比对接触区弹流润滑性能的影响。结果表明:在圆锥滚子弹流润滑中,热效应降低了滚子副的润滑性能。由于圆锥滚子几何形状的特点,沿着y轴的截面,压力、膜厚和温度的分布曲面出现斜度。滚子副的端泄使得两端润滑性能较中间恶劣,但是对滚子进行的端部修形,又使得端部和中部的差异不十分剧烈。随着滑滚比的增大,滚子副的润滑性能降低,热效应的影响增大;在纯滚动的情况下,热效应可以忽略不计。     

硬盘磁头超薄气膜润滑研究进展

介绍硬盘磁头发展状况以及超薄气膜润滑理论的研究现状，提出超薄气膜润滑研究中存在的问题，如10nm以下一毪行间隙的润滑理论模型、超薄气膜润滑有效的数值计算方法，以及建立飞行高度试验台和开发磁头气体轴承设计分析软件模块等问题，并介绍一种新型有效的计算磁失磁盘超薄气膜的数值计算方法。     

贮液容器跌落冲击的有限元数值模拟研究

以塑料容器为研究对象,建立三维有限元模型,运用LS_DYNA程序中的ALE算法解决容器跌落冲击动力学中液体与固体耦合的问题。通过数值仿真,分析跌落角度、跌落高度、容器壁厚以及装水量对贮液容器跌落冲击应力的影响,为贮液容器的耐撞性分析、评估与设计提供理论依据。
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三波长光干涉法测量磁盘/磁头纳米级气膜厚度

给出三波长光干涉测量纳米级薄膜厚度的方法。通过对某负压磁头／玻璃盘空气薄膜的测试表明：三波长光干涉法具有精度高、容易实施等优点,能够满足磁盘／磁头润滑副设计、制造及研究的需要。     

Analysis of Rarefied Effects of a Nano-scale Magnetic Head/Disk

When the decrease in the space between magnetic head and disk arrived at 10 nm or less, which is much lower than the mean free path of gas molecules, the gas flow presents distinctive features against the macro features because of the rarefied effects. The modified Reynolds equation considering rarefied gas effect is used to calculate the rarefied region of a negative pressure magnetic head working in the distance of 10 nm. Inverse Knudsen number was adopted to calculating the ratio of the rarefied area. According to the numerical results, discussions and analyses are then presented to reveal the rarefied effect on the working performances of a magnetic head. The results show that the magnetic head works in the slip-flow and transition regions and moves to the transition region with the increase in velocity. Furthermore, the maximum rarefied effects occur at the side edges where the flying height is thinner and pressure is lower, rather than in the minimum flying height on the rear. The results also show that with considering the rarefied effects, the load-carrying capacity of the magnetic head and the maximum pressure decrease significantly, but the minimum pressure slightly changes.     

薄膜油润滑中电粘度效应影响研究

利用组合滑块油润滑试验考察了双电层的电粘度效应对薄膜润滑性能的影响，采用施加外加电场和添加添加剂两种方法以改变润滑剂中离子浓度进行试验研究。结果表明：双电层引起的电粘度效应对摩擦因数有明显影响，摩擦因数随着外加电场的增强而变大，当外电场增大到一定程度时摩擦因数开始减小；在离子浓度较小时，摩擦因数随着离子浓度的增加而增大，当离子浓度增大到一定程度时摩擦因数开始减小。     

薄膜润滑中双电层效应影响分析

根据Poisson—Boltzmann双电层理论,详细推导了润滑区中双电层产生的流动电场,并进一步建立了考虑双电层电粘度效应的薄膜润滑数学模型。然后,对润滑中双电层效应进行了数值分析,对不同的电粘度公式进行了比较,结果表明薄膜润滑中,双电层的电粘度效应使流体粘度显著增加,同时润滑膜厚也明显增加。