粗糙度模式对硬盘气膜承载特性的影响  被引量:5

EFFECTS OF SURFACE ROUGHNESS MODES ON LOAD CARRYING CHARACTERISTICS OF AIR BEARING FILMS IN HARD DISK DRIVES

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作  者:史宝军[1,2] 季家东[1,2] 杨廷毅[2] 

机构地区:[1]山东建筑大学机电工程学院,济南250101 [2]山东大学机械工程学院,济南250061

出  处:《工程力学》2012年第8期313-318,共6页Engineering Mechanics

基  金:国家自然科学基金项目(50775132);山东省自然科学基金项目(ZR2012EEM015);清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金项目(SKLTKF11A04);第38批教育部留学回国人员科研启动基金项目(高密度硬盘磁头飞行稳定性研究)

摘  要:当前硬盘中磁头磁盘之间气膜的厚度已经接近或低于分子平均自由程,在这种情况下表面粗糙度及气体稀薄效应的影响不容忽视。应用最小二乘有限差分法,求解考虑气体稀薄效应并引入压力流因子和剪切流因子的量纲一雷诺方程,研究了不同粗糙度模式下硬盘超低飞高(1nm 2nm)气膜的承载特性。数值结果表明:粗糙度模式对超低飞高气膜压力分布及承载力的影响较大,而对压力中心的影响较小;在各种粗糙度模式情形下,磁头取横向粗糙度模式时,可使气膜压力分布升高,并提高气膜的承载力。The surface roughness and the gaseous rarefaction effects must be taken into account in the case when the thickness of air bearing film in modem hard disk drives (HDDs) is close to or less than the molecular-mean free path. Considering gaseous rarefaction and surface roughness effects by including the pressure flow and shear flow factors, a generalized non-dimensional Reynolds equation is solved by using a least square finite difference (LSFD) method. Effects of the surface roughness modes on the load carrying characteristics of air bearing films in HDDs with ultra-low flying heights (1-2 nanometres) are investigated. Numerical results show that the effects of the surface roughness modes on the pressure distributions and the load carrying capacity are obvious, while those on the pressure center are weak. It will increase the pressure distribution and the load carry capacity of the air bearing films for the head with transverse roughness among various surface roughness modes.

关 键 词:机械设计及理论 期刊论文 数值模拟 气膜 雷诺方程 表面粗糙度 承载力 

分 类 号:TH11[机械工程—机械设计及理论]

 

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