硬盤驅動器中具有超低飛高氣膜浮動塊的動力學分析與優(yōu)化設計.pdf

1、計算機技術已經廣泛地應用于社會生活的各個領域，作為計算機系統(tǒng)的外部存儲設備，硬盤驅動器(簡稱硬盤)已不僅僅被用在大型計算機和服務器中，其應用已經開始普及到便攜設備和消費電子產品等領域。硬盤已經成為最重要的程序和數(shù)據(jù)載體。但是，隨著硬盤驅動器磁盤片磁記錄密度不斷提高，頭盤間隙越來越小，具有超低飛高的氣膜浮動塊的動力學分析對于提高硬盤驅動器的性能尤為重要。 本文首先基于硬盤驅動器的內部構造以及其工作原理建立磁頭盤系統(tǒng)單自由度和二自由

2、度模型。進而對具有超低飛高浮動塊的磁頭盤系統(tǒng)的單自由度模型，采用修正Newmark-β法，利用Matlab編程求解浮動塊的動力平衡方程，獲得浮動塊飛高位移～時間，浮動塊飛行速度～時間等關系曲線，然后采用快速傅立葉變換(FFT)分析功率譜密度函數(shù)，從而分別在時域和頻域分析具有超低飛高氣膜浮動塊的非線性動力學特性。對具有超低飛高浮動塊的磁頭盤系統(tǒng)的二自由度模型，本文采用模態(tài)分析法對浮動塊動力學平衡方程解耦，然后再應用修正Newmark-β法

3、求解解耦后的平衡方程，更深入的討論具有超低飛高氣膜浮動塊運動的非線性性，以及影響浮動塊運動的影響因素。進而根據(jù)對影響因素的分析對浮動塊進行優(yōu)化設計，并基于傳統(tǒng)單純形法的原理，對單純形法進行修正，使每一迭代步構成單純形的頂點都位于可行域內，采用修正的單純形法利用Matlab編程對浮動塊進行結構優(yōu)化，并獲得了較為理想的結果。由于具有超低飛高的氣膜浮動塊飛行高度在幾納米，本文基于Lennard-Jones勢能模型，將磁頭與磁盤間的分子力列入浮