基于改进的Archard磨损方程,推导了适应于不同微动振幅下的局部磨损方程,建立了二维刚性柱面-平面的微动磨损数值模型,研究了微动工况、材料参数对平面磨损形貌的影响规律。结果表明,在柱面载荷为20MPa,微动振幅为4μm的工况下,随着柱面半径的增大,平面的磨损宽度逐渐增大,磨损深度逐渐减小;在微动振幅为4μm的工况下,随着施加在柱面上载荷的增大,平面的磨损形貌呈现出变宽变深的趋势;在柱面载荷为20MPa,微动振幅为4μm的工况下,随平面弹性模量的增大,平面的磨损轮廓从宽而浅变化到窄而深。其次,根据Hertz接触理论和Archard磨损方程预测的平面磨损面积与本论文中模型计算的结果进行了对比,结果发现在磨损初期,两者间差别不大,随着微动循环次数的增加,Hertz理论预测结果小于这里模型计算的结果。

为了提高磁存储硬盘的储存密度,磁头与磁盘之间的飞行高度越来越小,随之而来的是磁头与磁盘接触碰撞的几率越来越大,磁头与磁盘接触碰撞伴随着摩擦生热现象的发生。摩擦生热引起的温升会导致磁头磁盘界面间产生局部高温,引起润滑剂迁移等现象,甚至会破坏磁盘的运行状态。通过建立磁头磁盘接触碰撞有限元模型和磁头磁盘接触碰撞分子动力学模型,研究磁头磁盘干涉深度、磁头运行速度在磁头磁盘接触碰撞过程中对温升的影响有限元和分子动力学仿真结果均表明磁头磁盘干涉深度越大,摩擦生热引起的局部温升越大;磁头运行速度越大,摩擦生热引起的局部温升越大。该研究成果能为后续研究磁头磁盘摩擦温升对润滑剂迁移和耗散的研究提供支撑。

采用磁控溅射法在304不锈钢表面制备双元复合涂层MoS2/Al。采用EDS、扫描电子显微镜(SEM)、三维表面轮廓仪、摩擦磨损试验机等设备对涂层的摩擦学行为进行研究。结果表明,涂层的平均摩擦系数随着载荷的升高呈现下降趋势。载荷为2N时涂层的摩擦系数最高,达到0.34左右,载荷为20N时涂层的摩擦系数最低,约为0.21。对比单元MoS2涂层可以发现,铝元素的加入提高了涂层的韧性与涂层的摩擦性能,MoS2/Al复合涂层的破坏机制主要为裂纹的萌生和涂层的片状剥落。

为了提高磁头飞行稳定性,增加硬盘使用寿命,基于分子动力学方法建立了磁头磁盘接触状态下的润滑剂迁移模型.根据硬盘工作时磁头磁盘的相对移动速度及磁头在盘片表面飞行时高、低压区域压力差的范围,采用所建立模型分析了相对移动速度及高、低压区域压力差对润滑剂迁移及在盘片表面分布的影响;此外,通过调节模型中单个润滑剂分子的粒子数得到不同长度的润滑剂分子碎片,并分析润滑剂分子碎片对润滑剂迁移的影响。研究结果表明磁头磁盘之间的润滑剂转移随着相对移动速度及高、低压区域之间压力差的增大而增大.润滑剂转移量在单位压力及单位速度下的增长率分别约为38.8%和6.7%;润滑剂分子碎片对磁头磁盘之间的润滑剂转移影响很小;润滑剂在盘片表面堆积的高度随着磁头磁盘相对移动速度的增加而降低;高、低压区压力差的变化对润滑剂...

针对大功率磁力耦合器进行冷却散热分析,在热源铜盘和铜盘钢架上设计了阿基米德螺旋线水槽水路对磁力耦合器的热源铜盘进行降温。使用ANSYSFluent有限元分析软件对磁力耦合器的流场和温度场进行了数值模拟,研究了水槽截面形状及截面面积、水流速度和初始水温对磁力耦合器散热性能的影响,分析结果表明,设计的冷却散热结构能有效的降低磁力耦合器的整体温度和永磁体温升,合理的选择水槽截面形状及面积、水流速度和初始水温可以获得较优的散热效果。研究成果对大功率磁力耦合器的设计具有重要的指导价值。