超高存儲(chǔ)密度的磁存儲(chǔ)硬盤中,磁頭的飛行高度降低到幾納米。在磁頭/磁盤界面的微小間隙下,磁頭與磁盤容易產(chǎn)生接觸摩擦,造成存儲(chǔ)數(shù)據(jù)擦除、讀/寫數(shù)據(jù)出錯(cuò)或磁頭損壞等。為防止磁頭/磁盤界面接觸,需要對(duì)界面間隙和接觸狀態(tài)進(jìn)行精確檢測(cè)和控制。近年來,磁頭氣浮面上內(nèi)嵌式微型熱傳感器檢測(cè)技術(shù)的提出,為磁頭/磁盤界面狀態(tài)的控制和檢測(cè)提供了可行性方法。該微型熱傳感器主要是基于其溫度響應(yīng)對(duì)磁頭/磁盤界面狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。然而,目前微型熱傳感器溫度響應(yīng)與磁頭/磁盤界面狀態(tài)之間的關(guān)系規(guī)律尚無系統(tǒng)的研究。本文以磁頭/磁盤界面微小間隙狀態(tài)和接觸狀態(tài)下的熱效應(yīng)分析為基礎(chǔ),對(duì)微型熱傳感器的溫度響應(yīng)進(jìn)行分析,得出微型熱傳感器的溫度響應(yīng)與磁頭/磁盤界面狀態(tài)之間的關(guān)系規(guī)律,為磁頭飛行高度和磁頭/磁盤界面接觸的檢測(cè)分析提供判斷依據(jù)。具體的研究?jī)?nèi)容主要分為以下幾方面:基于雷諾方程的FK修正模型,考慮微小間隙下氣體的稀薄效應(yīng),采用有限單元法對(duì)磁頭/磁盤界面微小間隙狀態(tài)下的氣壓及磁頭飛行姿態(tài)進(jìn)行了分析。另外,建立了磁盤表面微觀缺陷局部區(qū)域的瞬態(tài)氣壓求解模型,分析了磁盤表面微觀缺陷存在時(shí)氣浮軸承氣壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。結(jié)果表明,磁頭無熱變形時(shí),磁... 

【文章頁(yè)數(shù)】：133 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究目的和意義
    1.2 磁存儲(chǔ)技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求現(xiàn)狀
        1.2.2 磁存儲(chǔ)硬盤的發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.3 熱控飛高技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 微型熱傳感器檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 磁頭/磁盤界面微小間隙狀態(tài)下的氣壓分析現(xiàn)狀
        1.3.1 微小間隙下氣壓計(jì)算模型
        1.3.2 磁頭/磁盤界面氣壓計(jì)算分析
    1.4 磁頭/磁盤界面微小間隙狀態(tài)下的熱特性研究現(xiàn)狀
        1.4.1 空氣分子平均自由程的分析
        1.4.2 磁頭/磁盤界面的傳熱特性研究
    1.5 磁頭/磁盤界面接觸狀態(tài)下的摩擦特性研究現(xiàn)狀
        1.5.1 磁頭與磁盤表面的碰撞接觸研究
        1.5.2 磁頭與磁盤表面微觀凸起的接觸分析
        1.5.3 磁頭/磁盤界面接觸狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.6 基于微型熱傳感器響應(yīng)的磁頭/磁盤界面狀態(tài)檢測(cè)及控制
    1.7 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 磁頭/磁盤界面微小間隙狀態(tài)下的氣壓研究
    2.1 引言
    2.2 氣浮軸承氣壓的求解模型
        2.2.1 微小間隙下氣體雷諾方程的修正模型
        2.2.2 修正雷諾方程的有限單元法求解
    2.3 氣浮軸承氣壓的計(jì)算分析
        2.3.1 磁頭氣浮面的幾何形貌
        2.3.2 磁頭氣浮面的有限元模型
        2.3.3 磁頭氣浮面的氣壓分布
    2.4 磁盤速度對(duì)氣浮軸承氣壓的影響
        2.4.1 磁頭的飛行姿態(tài)分析
        2.4.2 磁頭氣浮面的氣壓分布
    2.5 磁頭熱凸起對(duì)氣浮軸承氣壓的影響
        2.5.1 磁頭熱凸起形貌
        2.5.2 氣浮軸承氣壓的變化
    2.6 磁盤表面微觀缺陷對(duì)氣浮軸承氣壓的影響
        2.6.1 微觀區(qū)域氣壓的動(dòng)態(tài)計(jì)算模型
        2.6.2 磁盤表面微觀凸起對(duì)氣壓的影響
        2.6.3 磁盤表面微觀凹陷對(duì)氣壓的影響
    2.7 本章小結(jié)
第3章 磁頭/磁盤界面微小間隙狀態(tài)下的熱特性研究
    3.1 引言
    3.2 磁頭/磁盤界面熱特性分析模型
        3.2.1 磁頭/磁盤界面的傳熱方程
        3.2.2 穩(wěn)態(tài)能量方程的有限元求解
        3.2.3 磁頭/磁盤界面?zhèn)鳠崽匦苑治隽鞒?br>        3.2.4 磁頭/磁盤界面?zhèn)鳠崽匦苑治龅倪吔鐥l件
    3.3 磁頭/磁盤界面的熱-結(jié)構(gòu)響應(yīng)
        3.3.1 磁頭/磁盤界面溫度分布
        3.3.2 磁頭/磁盤界面的熱流密度
        3.3.3 熱阻單元熱功率對(duì)磁頭/磁盤界面溫度響應(yīng)的影響
    3.4 環(huán)境工況對(duì)磁頭/磁盤界面熱響應(yīng)的影響
        3.4.1 磁盤速度的影響
        3.4.2 熱傳感器輸入功率的影響
        3.4.3 環(huán)境溫度的影響
    3.5 磁盤表面微觀缺陷對(duì)磁頭/磁盤界面熱特性的影響
        3.5.1 微觀區(qū)域傳熱特性的動(dòng)態(tài)計(jì)算模型
        3.5.2 磁盤表面微觀凸起對(duì)傳熱特性的影響
        3.5.3 磁盤表面微觀凹陷對(duì)傳熱特性的影響
    3.6 本章小結(jié)
第4章 磁頭/磁盤界面接觸狀態(tài)下的熱特性研究
    4.1 引言
    4.2 磁頭熱變形/磁盤接觸的熱特性分析
        4.2.1 磁頭熱變形/磁盤接觸分析模型
        4.2.2 界面接觸力與溫度響應(yīng)
    4.3 磁頭/磁盤凸起接觸的熱特性分析
        4.3.1 磁頭/磁盤凸起接觸分析模型
        4.3.2 界面接觸載荷與溫度響應(yīng)
    4.4 環(huán)境工況對(duì)磁頭/磁盤凸起接觸熱特性的影響
        4.4.1 滑動(dòng)摩擦系數(shù)的影響
        4.4.2 磁頭飛行高度的影響
        4.4.3 磁盤轉(zhuǎn)速的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于微型熱傳感器溫度響應(yīng)的磁頭/磁盤界面狀態(tài)分析
    5.1 引言
    5.2 磁頭/磁盤界面微小間隙狀態(tài)下微型熱傳感器的溫度響應(yīng)
        5.2.1 微型熱傳感器的溫度分布
        5.2.2 熱阻單元熱功率的影響
        5.2.3 環(huán)境工況的影響
    5.3 磁頭/磁盤界面接觸狀態(tài)下微型熱傳感器的溫度響應(yīng)
        5.3.1 磁頭熱變形/磁盤接觸時(shí)微型熱傳感器的溫度響應(yīng)
        5.3.2 磁頭/磁盤凸起接觸時(shí)微型熱傳感器的溫度響應(yīng)
    5.4 磁頭/磁盤界面間隙和接觸狀態(tài)下熱傳感器響應(yīng)的試驗(yàn)檢測(cè)
        5.4.1 試驗(yàn)檢測(cè)方法原理
        5.4.2 磁頭/磁盤界面模擬測(cè)試系統(tǒng)
        5.4.3 微型熱傳感器電壓響應(yīng)
        5.4.4 微型熱傳感器溫度響應(yīng)的理論和試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)比分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于多物理場(chǎng)的TFC磁頭熱傳導(dǎo)機(jī)理及其影響因素仿真研究[J]. 敖宏瑞,陳漪,董明,姜洪源.  物理學(xué)報(bào). 2014(03)
[2]磁頭與離散磁道式磁盤瞬態(tài)接觸行為研究[J]. 張廣玉,李隆球,菅翠營(yíng),王林.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2012(01)

博士論文
[1]磁頭磁盤的接觸碰撞及窩點(diǎn)與撓臂的微動(dòng)磨損數(shù)值模擬[D]. 唐正強(qiáng).華南理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]硬盤磁頭/圖案化盤面瞬態(tài)接觸的熱力場(chǎng)耦合研究[D]. 張春暉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3693590