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摘要:基于Hertz冲击理论,采用有限元仿真方法,建立了无摩擦条件下离散磁道式磁盘与磁头接触的动力学模型,研究了磁头径向寻道速度固定、法向冲击速度变化时,磁道材料力学特性对磁盘接触力场特性的影响规律,研究结果表明:随弹性模量增大,最大接触面积减小,最大接触力、最大VonMises应力和最大等效塑性应变均增大;屈服强度对力场特性的影响与接触力场Von Mises应力大小有关,只有当磁盘最大Von Mises应力达到磁道材料屈服强度时,屈服强度变化才会影响磁盘的接触力场特性.
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北大核心 CSTPCD CSCD
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摘要:离散磁道式磁盘在与磁头瞬态接触过程中极易损坏.为改善离散磁道式磁盘的瞬态接触状况,采用有限元仿真方法,建立了平整化前后离散磁道式磁盘与磁头的瞬态接触模型,分析了平整化前后离散磁道式磁盘接触应力分布特点,研究了磁头冲击速度、径向速度、磁盘表面摩擦系数等接触条件及平整化对离散磁道式磁盘最大等效塑性应变、塑性应变总体积的影响.结果表明:磁头冲击速度、寻道速度增大均可导致磁盘最大等效塑性应变、塑性应变总体积增大;摩擦系数增大可增大磁道最大等效塑性应变、减小塑性应变总体积;在接触初期,平整化离散磁道式磁盘可以减小磁道最大接触应力,缓解应力集中现象;在接触全过程中,平整化离散磁道式磁盘可以减小磁道最大等效塑性应变及塑性应变总体积;平整化所用2种弹性模量等力学特性不同的填充材料,即磁道材料与类金刚石碳,对于磁道接触状况的改善作用区别较小.以上结论可为降低离散磁道式磁盘的破坏程度提供理论指导.
[硕士论文] 菅翠营
机械电子工程 哈尔滨工业大学 2011(学位年度)
摘要:超高密度存储技术已经成为信息存储技术的制高点,离散磁道式磁盘作为提高存储密度的有效手段,有望达到1Tbit/in2的存储密度,因而得到了广泛的关注。离散磁道式磁盘因为具有离散的磁道,在与磁头瞬态接触过程中极易损坏,严重制约了其数据存储可靠性,因此,本文通过研究离散磁道式磁盘在瞬态接触过程中的热力场特性,旨在为设计超高存储可靠性的离散磁道式磁盘提供理论指导。
  在本文中,根据合理的简化原则,建立了不同相对速度下磁头与离散磁道式磁盘瞬态接触的有限元模型,确定了材料本构模型及理论热模型,研究了不同接触状态下离散磁道式磁盘瞬态接触热力场的交互影响,对比了不同接触状态下离散磁道式磁盘的破坏程度,分析了导致离散磁道式磁盘退磁的主要因素。垂直接触时,盘面摩擦及接触热场均能加剧磁盘塑性应变程度;平行接触时,盘面摩擦及接触热场对磁盘塑性应变影响程度较小;相同接触条件,平行接触时磁盘破坏程度要大于垂直接触时磁盘破坏程度;塑性应变是导致离散磁道式磁盘退磁的主要因素。
  鉴于离散磁道式磁盘退磁区域由力学破坏程度决定,着重研究了不同接触状态下,离散磁道式磁盘的设计参数及接触条件对其瞬态接触力场特性的影响规律,并且阐明了降低磁盘破坏程度的方法。首先采用不同的研究方法,分析了不同接触状态下磁盘材料的影响规律;其次改变模型几何参数,阐明了不同接触状态下磁盘几何参数的影响规律;最后研究了接触条件的影响规律。垂直接触时,减小材料弹性模量、增大材料屈服强度,在磁盘表面附加 DLC保护层及增加 DLC层厚度,均可减小离散磁道式磁盘破坏程度;磁道宽度、磁头法向冲击速度及径向寻道速度增大均导致磁盘破坏程度增大,摩擦系数增大虽导致磁盘最大等效塑性应变增大,但同时可减小磁盘塑性应变区域。平行接触时,相同接触条件,Glass基体CoCrPt磁道磁盘破坏程度最小;在磁道上方附加DLC层及增加DLC层厚度,可减小磁盘破坏程度;磁道宽度增加将导致磁盘最大等效塑性应变增大,同时减小磁盘塑性应变总体积;磁头法向冲击速度及横向速度增大均导致磁盘破坏程度增大;摩擦系数增大可减小磁盘破坏程度。
  离散磁道式磁盘极易发生力学破坏,因此,其平整化成为重要的研究方向。首先建立了平整化后磁头与离散磁道式磁盘的瞬态接触模型,研究了不同磁盘材料对平整化后瞬态接触力场的影响规律;其次,为离散磁道式磁盘选用了最佳的基体及磁道材料,研究了填充材料对平整化后离散磁道式磁盘瞬态接触热力场的影响规律;最后选用合适的填充材料,研究了接触条件对平整化后瞬态接触热力场的影响规律。在磁盘接触热力场中,相同接触条件下,Glass基体CoCrPt磁道 CoCrPt填充磁盘破坏程度最小;磁头法向冲击速度及径向寻道速度增大均导致磁盘热力学破坏程度增大,摩擦系数增大可减小磁盘力学破坏程度,同时导致磁盘表面最大温升增大。
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