硬盘的气膜力及其影响因素是当今硬盘技术研究的一个重要方向。随着硬盘数据存储密度和数据传输速度的提高,要求磁头的飞行高度相应的降低,这就要对气膜力的大小和对硬盘工作的影响进行理论和实验分析。直接模拟蒙特卡洛法从分子运动角度出发,通过大量模拟分子的运动体现出的整体性质,来计算压力。温度。流场等的分布。相比现有的基于分子动力学的计算方法,具有适用的空间尺度广,能够模拟各种形状的复杂空间,且可以反映气体分子化学变化等优点,是计算气膜力的理想选择。本文采用直接模拟蒙特卡洛法,计算了磁头盘间不同高度时的气膜压力分布。此外,通过实验的方法分析了气膜力对磁头在正常读取数据和加载/卸载过程等不同工况下振动和接触力的影响。文中首先综述了文献中的分子位置和速度分布以及碰撞的规律,选择并改进适当的分子模型,简化处理分子的运动。反射。碰撞的相关公式。之后,根据磁头盘间界面的空间的特点,对空间进行划分网格的处理,并设定了模拟所需的相关参数,建立了磁头/磁盘间界面的模型。对磁头/磁盘间气膜压力分布进行了直接模拟蒙特卡洛法的仿真研究。规划详细的算法,编制了直接模拟蒙特卡洛法的计算程序。并调整参数,对不同磁头悬浮块飞行高度下的磁头/盘间界面的气体与磁头及磁盘间的相互作用进行了研究,得到了三维的气膜压力分布。设计了可用于磁头磁盘接触特性及加载卸载过程中磁头悬臂组件振动特性测量的实验装置,采用应变梁式传感器。激光位移传感器,测量不同预压力下磁头在气膜力作用下的振动,以及气膜力对磁头在硬盘加载/卸载过程中的接触力和振动的影响。