影响磁头超薄气膜飞行稳态特性因素的数值分析

利用有限差分原理对修正后的气体雷诺方程进行离散,并以剪切流为迭代主项求解获得了超薄气膜润滑轴承的压力分布.在此基础上,通过改变磁头初始工作条件,如气膜特征高度、初始俯仰角、磁盘旋转速度,分别计算得到了气膜轴承在稳态下的飞行特性参数,包括气浮力、气浮力转矩、最大气浮力、最小气浮力等.文中还详细分析了这些初始工作条件对稳态下磁头飞行特性参数的影响.计算结果表明:随着气膜特征高度的降低和初始俯仰角的减小,气体轴承刚度增大;气膜特征高度不变时转速变化对特性参数的影响与俯仰角不变时转速对特性参数的影响具有相同的变化趋势.     

磁头寻轨过程对气膜承载力的影响

以负压Pico磁头作为物理模型,模拟了磁头在磁盘半径方向寻轨时,磁头径向速度、斜角值的改变对磁头压强的分布和气膜承载力的影响.采用多重网格法求解修正的气体润滑雷诺方程,对磁头径向速度对气膜承载力的影响进行了分析,最后对磁头的寻轨过程进行了模拟.模拟结果表明:气膜承载力对磁头径向速度非常敏感;斜角效应使得气膜承载力减小;磁头寻轨时,气膜承载力在内轨道和外轨道均有明显波动,导致头盘碰撞几率增大.     

磁头表面结构对硬盘驱动器气膜润滑特性的影响

通过编制适用于纳米级气膜润滑的数值算法,对正压和负压两种类型的磁头结构进行了数值分析,探讨了磁头结构中各个部分对磁头/磁盘系统的影响,以期为磁头表面结构的优化设计提供理论依据.研究表明:对于正压型磁头结构,气膜承载力和最大压力的位置对系统特性有着重要的影响,可通过改变滑轨结构分布来减小这两项性能参数;对于负压型磁头结构,可以通过改变对负压产生明显影响的结构部分来增大负压力的区域,以此消弱正压力的作用;此外,在设计磁头结构时不能忽略气膜刚度的影响,大的气膜刚度对磁头飞行的稳定性起着重要的作用.     

氦-空混合气体中磁头/磁盘界面的力学特性分析

硬盘中填充氦气可以有效改善磁盘的存储性能,提高硬盘存储密度和降低功耗.氦-空混合气体中氦气的含量将会影响磁头气浮力与磁盘表面剪切力,导致磁头磁盘表面润滑剂发生迁移.本研究利用有限单元法求解修正雷诺方程,计算不同氦-空混合比例条件下的磁头气浮力和磁盘表面剪切力,分析磁头飞行姿态、磁盘转速以及环境温度对磁头磁盘界面力学特性的影响.研究结果表明:氦-空混合条件下飞行高度的增大将导致磁头气浮力和磁盘表面剪切力减小;磁头气浮力和磁盘表面剪切力随着磁盘转速的增加和环境温度的升高而增加;俯仰角和翻转角的增大将会引起飞行高度降低而增大磁头气浮力,然而俯仰角和翻转角对磁盘表面剪切力的影响可忽略不计.     

多孔质石墨静压气体推力轴承静态特性

为了研究多孔质石墨静压气体推力轴承的静态特性,建立了相对应的理论计算模型.基于该模型分析了多孔质石墨密度、表面限制层、供气压力以及气体质量流量等因素对多孔质石墨静压气体推力轴承静态特性的影响.理论计算结果表明,轴承承载力与石墨密度成负相关、与供气压力成正相关,并在有表面限制层时较大;气体质量流量与石墨密度成负相关、与供气压力成正相关,并在有表面限制层时较大;轴承的刚度与石墨密度、供气压力成正相关,并在有表面限制层时较大.进一步设计实验台,绘制出多孔质石墨静压气体推力轴承的气膜厚度与承载力的静态特性曲线图.对比发现,实验结果与理论结果吻合较好,从而验证了数值计算方法的可靠性.     

楔平面磁头与开槽磁头浮动特性的对比研究

对比研究了楔平面磁头和开槽磁头在寻道定位过程中的静态和动态浮动特性．研究表明：在磁头外形尺寸和外部条件完全相同的情况下，开槽磁头有较强的抗侧滑角能力，对外载位置变化的敏感度较低，而对外载大小变化的敏感度较高．在浮动间隙相同的情况下，开槽磁头低频特性较好，而高频特性略差．     

气体轴承的动态特性分析及实验研究

针对气体静压主轴回转误差求解不准确的问题,提出了一种利用气膜阻尼模型预测气体轴承动态特性的计算方法,揭示了气膜阻尼影响气体轴承动态特性的内在机制。首先通过微扰动法和分离变量法对气体轴承的气膜阻尼系数建模并求解分析;然后将气膜阻尼系数引入轴承转子系统进行动力学建模,计算分析阻尼系数对气体轴承动态特性的影响;最后搭建气体轴承回转误差测量试验台,得到主轴实时回转跳动误差信号并与理论结果进行对比。实验结果表明:与未考虑气膜阻尼特性的回转跳动误差相比,考虑气膜阻尼特性计算的主轴回转跳动误差值更加接近实验测量值,考虑气膜阻尼特性使主轴跳动误差率减小了4.93%～8%。研究结果可为气体轴承动态特性的预测和精度控制提供理论参考。     

平箔式箔片径向气体轴承的理论研究

分析了平箔式箔片径向轴承的结构刚度和结构阻尼 ,对箔片在气膜发散区脱离弹性基础的情况进行了具体讨论 .求解了箔片轴承静态特性 ,重点讨论了箔片轴承与刚性轴承的不同之处 .     

比特图案化介质磁盘-磁头的气膜静态特性研究

为了研究比特图案化介质磁盘(bit pattern media,BPM)对磁头静态性能的影响,采用有限元法和牛顿-拉普森迭代法,对不同BPM结构和几何尺寸对应的磁头静态特性进行了计算。研究结果表明,与光滑磁盘相比,在立方形BPM上飞行的浮动块上靠近读写磁头中心区域的表面压力分布呈现离散化特征。随BPM磁单元高度增加,浮动块的最小气膜厚度和气膜承载力逐渐减小,而最大气膜压力等性能的变化则与磁单元分布密切相关。与圆柱形BPM的对比发现,立方形BPM在较小的浮动块翻转角下具有较大的最大气膜压力、承载力和最小气膜厚度,其对应的浮动块具有比圆柱形BPM更好的静态性能,这对BPM的结构及几何参数的设计有重要意义。     

气膜条件下车厢表面摩擦阻力计算理论研究

针对气膜条件下厢式运输车厢体表面摩擦阻力减小的实验结果,分别提出边界层加厚理论、混合降速理论、边界层加厚-混合降速理论3种理论来研究空气介质中空气膜的减阻机理,建立了气膜条件下厢式运输车厢体表面气流摩擦阻力计算模型,定性对比分析了厢体表面在有气膜和无气膜条件下各自所受到的气流摩擦阻力.结果表明,有气膜时摩擦阻力减小,这一结果与笔者前期的实验研究结果趋于一致,为气膜减阻在厢体表面减阻中的实际应用提供了理论基础.     

界面滑移与油膜破裂

利用数学规划法分析了滑块轴承的界面滑移问题．对于粘塑性极限流变模型，界面滑移使油膜承载力下降；若两个润滑表面全部发生相对界面滑移，则油膜动压效应消失，不能承载．计算结果表明，当润滑油的极限应力参数给定后，轴承有一个极限滑动速度．在此极限速度以下，轴承可以安全工作；否则，将发生油膜破裂．     

柴油机曲轴主轴承THD模拟计算研究

针对重载滑动轴承中温度对轴承润滑特性的显著影响，对柴油机曲轴主轴承进行了THD模拟计算研究，将雷诺方程，能量方程和热平衡方程结合起来，对动载轴承动压流体润滑油膜进行了热平衡计算，并在此基础之上进行了轴心轨迹的计算。对计算结果显示出轴承的几何形状，润滑油类型和进口油温均对轴承润滑特性有很大的影响。     

润滑剂的流变特性和表面粗糙度对动压滑动轴承承载能力的影响

运用光滑表面轴承的近似解析雷诺方程作为粗糙表面轴承的理论分析基础,导出粗糙表面非牛顿流体润滑的雷诺方程,并将它们用来分析阶梯形滑动轴承的设计问题.其计算结果与具有相同名义油膜厚度的光滑表面轴承进行比较表明,润滑剂的流变性能和表面粗糙度对于轴承的承载能力和工作表面的摩擦力有很大影响.     

计算机代数在粘弹流体润滑中的应用

运用计算机代数系统，先取四参数Oldroyd流体作为斜面滑块轴承的润滑剂，吧无量纲松驰时间为振动参数，用正则摄动求解润滑问题的一阶解和二阶解，得出了一阶解的弹性效应对轴承润滑特性的影响是增大承载力和减小摩阻的结论，类似的结论在二阶解的弹性效应中也成立。     

近场光存储一体化光学飞行头结构设计与特性仿真

设计了一种新型一体化光学飞行头，通过对光学飞行头滑块气浮力分布和飞行姿态(飞行高度、仰俯角和滚动角)的数值仿真分析，对滑块气体轴承表面(ABS)形貌参数进行了优化设计，确定了滑块的主要结构参数．仿真结果表明，所设计的光学飞行头滑块的飞行高度能够在光盘的不同半径处保持在43-44nm之间，符合近场光存储系统的信号读写要求．该光学飞行头具有良好的机械性能和光学性能，可在近场光存储系统的读写过程中获得稳定的飞行高度和高信噪比的光学信号．     

磁记录浮动仿真

根据对超高密度记录浮动间距要求的分析，必须考虑粗糙度的影响。基于平均流的思想，在假定粗糙度轮廓高度符合高斯分布的情况下，导出了能同时考虑粗糙度大小和粗糙度轮廓特征影响的浮动系统流体动力学方程，并据此进行浮动系统的设计。     

Ruby on Rails构建Web敏捷开发

Ruby on Rails作为一种全新的WEB应用开发框架,提供了一套灵活、高效、简洁易用的解决方案,使得Web开发、部署和维护变得更简单和轻松。本文结合成都市铁路局客运卧具管理系统的实际案例,描述了Ruby on Rails便捷的迭代式增量开发和原型系统快速构建。充分展现了Rails框架的敏捷优势。     

12号合金钢组合辙叉单开道岔疲劳裂纹萌生寿命预测

基于有限元分析软件建立12号合金钢组合辙叉单开道岔静、动力学分析模型;基于列车直、侧向过岔的动力仿真结果,确定岔区钢轨疲劳敏感区域,并提取敏感区域疲劳荷载谱;采用静力分析模型研究单位荷载下各敏感区域钢轨内部应力分布情况;基于Miner线性累积法则对岔区钢轨疲劳裂纹萌生寿命进行预测;研究列车轴重、速度对钢轨裂纹萌生寿命的影响;给出不同轴重、不同速度列车通过时岔区钢轨疲劳敏感区域裂纹萌生寿命的预测公式.结果表明:道岔不同敏感区域钢轨的疲劳裂纹萌生寿命相差很大,列车轴重及侧向通过速度对钢轨的疲劳裂纹萌生寿命有很大影响,疲劳裂纹萌生寿命随列车轴重的增加而大幅降低,随列车侧向通过速度的增加也有所降低.     

曲柄滑块刚体导引机构的尺度综合与运动仿真

根据曲柄滑块机构的型式 ,建立了一个含有对心和偏置两种情况在内的 2 0 30 0组的基本尺寸型连杆转角函数的谐波成分数据库。通过模糊识别方法 ,在已建立的数据库中 ,寻找出能够近似实现给定刚体导引的多个曲柄滑块机构基本尺寸型 ;然后计算机构的实际尺寸及安装尺寸参数。文中还给出了综合算例和运动仿真。