磁头磁盘系统承载面粗糙度对气膜润滑性能影响的数值分析
- 格式:pdf
- 大小:406.11 KB
- 文档页数:6
高密硬盘中超薄气膜润滑理论研究的开题报告1.研究背景随着电子信息时代的发展和普及,计算机技术硬件设备得到了飞速发展,其中硬盘是存储计算机数据的核心设备。
高密硬盘作为现代化的存储设备,其储存容量、读写速度等方面性能的提升一直是研究人员关注的焦点。
然而,随着硬盘存储密度的不断提高,硬盘读写头与碟片之间的间隙逐渐缩小,这就要求润滑与间隙控制技术要更加精细化,以确保存储设备的可靠性和寿命。
气膜润滑技术是解决高密度硬盘读写头与碟片之间间隙控制的一种有效方法,对于高密度硬盘的可靠性和读写速度的提高有重要意义。
2.研究目的本研究旨在通过理论分析和实验研究,探索高密度硬盘中超薄气膜润滑技术的应用和优化方法,提高存储设备的可靠性和读写速度,推动高密度硬盘技术的研究和发展。
3.研究内容(1) 润滑技术理论研究:介绍液体润滑与气膜润滑的运动学原理,分析气膜润滑技术的优缺点。
(2) 气膜润滑技术的数学模型建立:建立高度非线性的碟片/气膜/读写头系统的数学模型,分析气膜的流场、力学特性和振动特征等。
(3) 数值模拟分析:利用COMSOL Multiphysics模拟软件对气膜润滑效应进行数值模拟分析,研究气膜润滑参数对硬盘读写性能的影响。
(4) 实验研究:通过自行设计和制造的实验装置,采用激光干涉、加速度传感器等技术,对高密度硬盘中气膜润滑效应进行实验研究,验证数学模型的正确性。
4.预期成果(1)数学模型:建立高度非线性的碟片/气膜/读写头系统的数学模型,研究气膜的流场、力学特性和振动特征等。
(2)数值模拟:利用COMSOL Multiphysics模拟软件对气膜润滑效应进行数值模拟分析,研究气膜润滑参数对硬盘读写性能的影响。
(3)实验研究:通过实验研究,验证数学模型的正确性,并研究气膜润滑技术在高密度硬盘中的应用。
(4)论文撰写:通过本研究,撰写高水平论文,发表国内外权威学术期刊上。
5.研究意义本研究的结果将有助于进一步理解气膜润滑技术在高密度硬盘中的应用和优化方法,提高高密度硬盘的性能和可靠性,推动信息存储设备技术的不断发展。
图案化介质磁盘磁头气体润滑动态特性分析杨利花;杨凯;徐郝亮;虞烈【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2017(028)017【摘要】在小扰动条件下,提出应用偏导数法在复数域内求解可压缩气体润滑的动态Reynolds方程,以计算任意磁盘表面形状的磁盘磁头气膜润滑的动态刚度和阻尼系数.以圆柱形和立方形比特图案化介质(BPM)磁盘为研究对象,研究了磁单元尺寸参数对气膜动态系数的影响,并比较了两种BPM对应的动态性能.数值结果表明,与光滑磁盘相比,图案化介质磁盘对应的气膜润滑动态刚度系数和阻尼系数大大减小,且随磁单元高度增大,动态系数逐渐减小.相比圆柱形BPM,立方形BPM对应的气膜具有较大动态刚度和阻尼系数,计算结果可为图案化介质磁盘的设计提供重要的理论依据.【总页数】7页(P2036-2042)【作者】杨利花;杨凯;徐郝亮;虞烈【作者单位】西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安,710049;陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室,西安,710049;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安,710049;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安,710049;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,西安,710049【正文语种】中文【中图分类】TH117.2【相关文献】1.比特图案化介质磁盘-磁头的气膜静态特性研究 [J], 杨利花;徐郝亮;虞烈2.硬盘磁头磁盘界面一种超薄气体润滑方程的数值求解 [J], 周晶;江新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4.氦-空混合气体中磁头/磁盘界面的力学特性分析 [J], 唐正强;周东东;贾通;张传伟5.磁头/磁盘气体润滑特性计算与分析 [J], 王红志;黄平;孟永钢;温诗铸因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
硬盘磁头磁盘界面一种超薄气体润滑方程的数值求解
周晶;江新
【期刊名称】《现代制造技术与装备》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】本文提出了一种基于任意克努森数Kn超薄气体润滑FK方程的优化新模型,重点介绍了基于新模型的有限差分法的离散过程和迭代公式导出.以T公司经典Air Bearing Surface为例,计算出了其压强分布及飞行姿态.通过与商用仿真数据和实测结果的对比表明:该模型及其方法对超薄气体条件下的润滑计算是合理的;在相同收敛精度条件下该算法的计算速度比传统FK模型快很多,且具有编程简单等优点.【总页数】2页(P21-22)
【作者】周晶;江新
【作者单位】东莞职业技术学院,东莞523808;东莞三星电机有限公司,东莞523413
【正文语种】中文
【相关文献】
1.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
2.磁头/盘界面超薄气体润滑雷诺方程的数值求解 [J], 魏浩东;敖宏瑞;姜洪源
3.基于不同差分格式的硬盘气膜润滑方程数值求解 [J], 毛薪然;杨廷毅
4.磁头/硬盘超薄膜气体润滑动态性能分析 [J], 白少先;彭旭东;孟永钢;温诗铸
5.求解磁头/磁盘超薄气膜润滑性能的有效有限差分算法 [J], 黄平;许兰贵;孟永钢;温诗铸
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
考虑粗糙度因素的盘式制动系统的动力学特性研究考虑粗糙度因素的盘式制动系统的动力学特性研究一、引言盘式制动系统是现代汽车制动系统的重要组成部分之一。
随着交通工具的日益普及和人们对行车安全性的要求不断提高,盘式制动系统的性能研究变得尤为重要。
在实际使用过程中,盘式制动系统会受到诸多因素的影响,比如材料的粗糙度、摩擦系数的变化等。
因此,考虑粗糙度因素对盘式制动系统的动力学特性进行研究,对于优化制动系统设计、提高制动性能具有重要意义。
二、粗糙度对盘式制动系统性能的影响粗糙度是指两个接触面之间存在的微小凹凸不平的特征。
在盘式制动系统中,制动盘和刹车片是通过摩擦力传递制动力的。
而粗糙度会影响摩擦面的接触质量和摩擦系数,进而影响制动系统的性能。
1. 粗糙度对接触质量的影响制动盘和刹车片的接触质量直接决定了制动力的传递效率。
当摩擦面存在粗糙度时,会导致接触面积减小,接触压力不均匀分布,从而影响制动力的传递和分布。
如果粗糙度太大,则可能导致接触不良、滑移等现象,严重时甚至可能引发制动失灵。
2. 粗糙度对摩擦系数的影响摩擦系数是衡量摩擦面间摩擦能力的参数。
粗糙度会改变摩擦面的有效摩擦面积,从而影响摩擦系数的大小。
研究表明,粗糙度增大会使摩擦系数下降,使制动力不稳定、制动距离延长。
三、粗糙度对盘式制动系统动力学特性的影响机理盘式制动系统的动力学特性受多种因素的影响,其中粗糙度是重要的影响因素之一。
了解粗糙度对盘式制动系统动力学特性的影响机理,可以为制动系统设计和性能评价提供依据。
1. 接触质量影响机理粗糙度会导致制动盘和刹车片之间接触面积减小,从而导致接触压力不均匀分布。
当制动盘表面粗糙度不均匀时,会形成局部高接触压力区域和低接触压力区域,进而影响制动力的分布。
这种不均匀的接触质量会使得制动力矩分布不均匀,引起制动力矩偏差和制动弹簧挤压不均等问题。
2. 摩擦系数影响机理制动盘和刹车片之间的摩擦系数受到粗糙度的影响。
当摩擦面存在粗糙度时,摩擦系数会受到摩擦表面的实际接触面积和压力分布的影响。
表面结构对纳米级气膜稀薄流域分布的影响牛荣军;黄平【摘要】磁头与磁盘的特征高度目前已经下降到纳米量级,在此微小间隙下,气体表现出明显的稀薄效应特征。
建立适用于纳米间隙下的控制方程,并根据方程特点采用特殊处理方法成功对控制方程进行数值求解,采用数值分析和实验方法分析表面结构变化对稀薄流域和磁头飞行姿态的影响。
研究结果表明:在纳米级气膜润滑间隙下,采用逆 Knud-sen 数来划分稀薄流域比仅从特征膜厚高度方面考虑更合理;负压型磁头的主要工作区间在滑流区和过渡区,且过渡流域所占比例要明显高于滑流区域。
稀薄效应最大的区域不是在气膜厚度最薄的磁头尾部,而是在压力突然下降且气膜较薄的阶梯过渡区域;磁头 U 型气垫、尾端两侧浅台阶和中间台阶结构变化会影响气流流向,从而影响压力分布,使得稀薄流域也跟随发生变化。
%The characteristic height of the magnetic head has down to the nanoscale,and the gas shows obviously rare-fied effect characteristics at this micro gaps.The control equation introducing the rarefied effect was established and solved successfully using numerical method based on special treatment scheme.The effect of the surface structure on the gas film rarefied region and flying attitude was analyzed by numerical analysis and experimental tests.The results show that:the gas flow regime divided depending on the inverse Knudsen number is more reasonable than that only from the view of film thickness;negative slider mainly works in the slip-flow and transition regions and the area proportion of transition regions is significantly higher than that of the slip regions;the maximum rarefied effect occurs at the side edges where the flying height is thinnerand the pressure is lower but not in the minimum flying height on the rear;the variations of the U-shaped slider,both trailing sides slider and the trailing intermediate slider of the magnetic head makes the air flow changes,which directly affects the pressure distribution and rarefied regions of the gas film.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】7页(P9-15)【关键词】气体润滑;稀薄流域;稀薄效应;磁头磁盘系统【作者】牛荣军;黄平【作者单位】河南科技大学机电工程学院河南洛阳 471003;华南理工大学机械设计及理论研究所广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】TH133.35稀薄效应是指当流动特征长度与气体分子平均自由程的比值(一般用克努森数Knudsen number来表示)超过0.01时出现的非连续流体介质效应,这时描述介质的质量、动量和能量的守恒方程中的剪切应力和热流不能仅用低阶的宏观量如速度、温度表征[1]。
硬盘磁头-碟界面润滑剂失效机理及添加剂X-1P的性能研究
硬盘磁头-碟界面润滑剂失效机理及添加剂X-1P的性能研究
采用热重分析(TGA)、傅立叶红外光譜分析 (FTIR)和磁头起飞降落(CSS)等试验方法,研究了硬盘磁头-碟界面润滑层PFPE的失效机理以及添加剂X-1P在磁头-碟界面润滑剂中的作用.研究结果表明,高温条件下磁头材料Al2O3会诱导磁头-碟界面润滑剂PFPE发生歧化降解,造成磁头-碟界面润滑层失效;添加剂X-1P因其特殊的分子结构和化学性能,可作为一种有效稳定剂添加到磁头-碟润滑剂PFPE中,减弱磁头材料Al2O3作为催化反应中心的催化反应活性,减缓磁头-碟界面润滑剂PFPE的高温歧化降解,改善磁头-碟界面的CSS性能.
作者:吕兴栋舒万艮石鹏途杨明楚作者单位:吕兴栋,舒万艮,石鹏途(中南大学化学化工学院,长沙,410083)
杨明楚(清华大学材料科学与工程系,北京,100082)
刊名:化学物理学报ISTIC SCI PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS 年,卷(期):2004 17(1) 分类号:O484.1 O433 关键词:磁头-碟界面润滑剂添加剂歧化降解。
混合润滑工况下粗糙表面摩擦副的热流体动力分析沈萌红;全永昕【期刊名称】《浙江大学学报:自然科学版》【年(卷),期】1992(026)004【摘要】本文以金属滑动摩擦副为研究对象,根据统计等效的观点,推导了粗糙表面滑动摩擦副的能量方程和雷诺方程,对粗糙表面金属滑动摩擦副的热流体动力性能进行了分析。
研究了粗糙表面的纹理方向和相对滑动速度对混合润滑工况金属滑动摩擦副的摩擦系数、承载能力和温度分布的影响,其中考虑了局部区域的表面膜丧失对摩擦副润滑性能的影响。
研究结果表明:粗糙表面纹理方向、粗糙度参数β对摩擦副的润滑性能有较大的影响。
局部表面膜的丧失对摩擦系数具有很大影响,在相同的无量纲间隙时,较大的相对滑动速度对应着较大的摩擦系数。
实验和理论结果之间具有较好的一致性,说明本文所提供的分析软件和方法是可行的。
【总页数】9页(P449-457)【作者】沈萌红;全永昕【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】TH117.2【相关文献】1.酰胺型改性蓖麻油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦学性能的影响[J], 方建华;陈波水;董凌;王九2.多工况滚子摩擦副弹流润滑实验装置的设计 [J], 华同曙;邵俊3.酰胺型改性蓖麻油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦学性能的影响[J], 方建华;陈波水;董凌;王九4.干摩擦及润滑条件下Si_3N_4/45号钢摩擦副的摩擦学性能 [J], 赵兴中;刘家浚;朱宝亮;苗赫濯;罗振壁5.干摩擦工况下Si_(3)N_(4)/PTFE配副材料摩擦磨损特性与转移膜形成分析 [J], 李颂华;隋阳宏;孙健;夏忠贤;王俊海因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
表面粗糙度对微细管内气体流动特性的影响
陈冰雁;姚朝晖;何枫;丁英涛
【期刊名称】《应用力学学报》
【年(卷),期】2003(20)3
【摘要】采用了表面粗糙度粘性系数模型对微细管内的气体流动进行数值模拟 ,以研究微管内壁表面粗糙度对微管内气体流动的影响。
运用本文改进的表面粗糙度粘性系数模型 ,数值模拟与实验数据十分吻合。
计算结果表明 ,进出口压力一定时 ,表面粗糙度对流场的压力、密度及温度分布的影响不大 ,但是对速度场的影响十分显著 ,表面粗糙度使气体流动速度减小 ,并使壁面附近的速度梯度减小 ,从而使通过管道的气体质量流量减小 ,在微管内的气体流动中 ,表面粗糙度的影响是不能被忽略的。
【总页数】4页(P1-4)
【关键词】表面粗糙度;微细管;气体流动特性;粘性系数模型;速度场;流场
【作者】陈冰雁;姚朝晖;何枫;丁英涛
【作者单位】清华大学
【正文语种】中文
【中图分类】O354
【相关文献】
1.微细光滑圆管内气体流动阻力特性的实验研究 [J], 李志信;杜东兴;过增元
2.粗糙度对微细圆管内流动特性影响的摄动分析 [J], 张春平;唐大伟;韩鹏;祝捷
3.微细圆管内气体流动阻力特性的进一步研究 [J], 杜东兴;谭立彦;李志信;过增元
4.微细光滑管内气体的流动与传热特性研究 [J], 邬小波;过增元
5.微细管内气体流动特性实验研究及影响因素分析 [J], 唐桂华;陶文铨;何雅玲;王秋旺
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
重载工况下齿面粗糙纹理对弹流润滑影响的分析
高创宽;袁祥;亓秀梅
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】2014(36)4
【摘要】通过测量获得了不同纹理方向的齿面粗糙度数值,利用傅里叶非线性变换原理,回归出近似真实分布的齿面粗糙度曲线方程。
基于此模型,改变润滑油黏度,进行了57组数值计算,得出平均油膜厚度以及轮齿接触区次表面主剪应力的数值解。
结果表明:随着粘度的变化,纵向粗糙纹理的平均膜厚小于光滑接触时的平均膜厚;横向粗糙纹理的平均膜厚大于光滑接触时的膜厚值。
此外,次表面主剪应力最大值都大于光滑接触时的相应数值。
所以横向纹理的润滑效果比纵向纹理的更佳。
【总页数】5页(P655-659)
【关键词】齿轮;真实齿面粗糙度;黏度;实测数据
【作者】高创宽;袁祥;亓秀梅
【作者单位】太原理工大学机械工程学院;杭州万向职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH117.2
【相关文献】
1.齿面粗糙纹理方向对齿轮润滑效应的影响 [J], 高创宽;李群
2.重载变速工况下弹流润滑的实验研究 [J], 苗乃明;苏少航;华同曙
3.不同粗糙纹理对齿轮齿条热弹流润滑的影响 [J], 徐彩红;王优强;张同钢;王立梅
4.粗糙峰和粗糙谷对直齿圆柱齿轮热弹流润滑的影响 [J], 贺治成;杨萍;王优强
5.粗糙齿面啮合的热弹流润滑分析 [J], 冯桂萍;高创宽
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
计算机磁头/磁盘超薄气膜润滑压强的算子分裂算法
本报告主要讨论计算机磁头/磁盘超薄气膜润滑压强的算子分
裂算法(OPF)。
随着计算机技术的发展,人们一直在寻求更
快的处理器性能和更好的储存体系结构。
磁头/磁盘系统中的
超薄气膜润滑压力是用来降低空气阻力和提高机械精度的重要因素。
因此,如何有效控制和管理磁头/磁盘系统中的超薄气
膜润滑压力就成为了一个实际问题。
为了有效解决这个实际问题,研究人员提出了OPF算法,用
来控制和管理磁头/磁盘超薄气膜润滑压强。
OPF算法是基于
物理和化学原理的逐步迭代算法,它通过模拟磁头/磁盘系统
的气体流动过程,从而模拟出相应的润滑压强。
该算法通过混合种子优化算法和算子分裂算法,使得最优解可以在有约束条件的情况下,以更低的计算量被获得。
实验结果表明,该算法在保证机械精度的情况下,能够较好地控制和管理磁头/磁盘系统中的超薄气膜润滑压力,从而有效
地提高机器的性能。
这种算法具有简单高效、快速收敛等优点,它可以更加有效地控制磁头/磁盘超薄气膜润滑压力。
综上所述,OPF算法是一种有效控制超薄气膜润滑压强的算法,能够更有效地提高计算机磁头/磁盘系统的性能。
本文介
绍了OPF算法的原理,并使用实验证明了它的有效性,为实
现磁头/磁盘超薄气膜润滑压强的控制提供了理论指导。
磁头/磁盘界面修正Reynolds方程的新模型及其数值模拟分析的开题报告一、研究背景磁头/磁盘界面是计算机硬盘的重要组成部分,其性能对硬盘的读写速度和寿命等方面有着重要影响。
在工作过程中,磁头和磁盘之间会存在接触和滑动,这会产生磨损和热量等问题,严重时还会导致硬盘崩溃。
因此,研究磁头/磁盘界面的动态特性具有重要意义。
目前,磁头/磁盘界面研究中主要采用Reynolds方程来描述磁头和磁盘之间的摩擦滑动,这种方法已经被广泛应用于该领域的研究中。
然而,传统的Reynolds方程存在一些问题,无法准确描述磁头/磁盘界面的动态特性。
因此,建立一种新的模型对磁头/磁盘界面的研究具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在建立一种新的模型来修正Reynolds方程,以更准确地描述磁头/磁盘界面的动态特性。
同时,借助数值模拟技术,分析模型的性能和应用范围,为后续的实验研究提供理论指导。
三、研究内容主要研究内容包括以下四个方面:1. 分析传统Reynolds方程存在的问题,明确新模型的研究意义和目标。
2. 建立新的模型,考虑磁头和磁盘之间的空气流体力学特性以及粘滞损失、摩擦损失等摩擦特性因素。
3. 利用数值模拟技术,对新模型进行仿真分析,包括模型的稳定性、精度以及适用范围等方面的评估。
4. 验证新模型的可行性和有效性,与现有的磁头/磁盘界面模型进行比较和实验测试。
四、研究意义本研究建立的新模型可以更准确地描述磁头/磁盘界面的动态特性,为该领域相关研究提供新的思路和方法。
同时,本研究对于提高硬盘读写速度、延长硬盘寿命和保证计算机数据安全等方面具有实际应用价值。
五、研究方法本研究采用数值模拟方法实现新模型的建立和评估。
具体方法包括:建立数学模型、数值离散化、求解方程组、对结果进行分析和评估等步骤。
六、研究进度计划本研究的时间安排如下:第一年(2022年):完成对传统Reynolds方程的分析,建立新模型的初步框架。
第二年(2023年):细化新模型,完成数值离散化,进行初步的数值模拟。