目前计算机向大存储量、高稳定性等方向发展。研究数据存储系统中磁头/磁盘间的超薄气膜的润滑动力特性和磁盘系统稳定性对高性能磁盘研发有重要意义。在纳米量级的超薄间隙下,必须考虑拉森数(分子平均自由程与气膜特征厚度的比值)对气膜动力特性的影响。本文采用可适用于任意拉森数的广义气体润滑方程研究磁头/磁盘间的超薄气膜润滑动力特性。由于气体稀释化引起的流量修正系数采用数据库多项式插值近似,并采用负压nutcracker()型nano磁头做为典型算例研究。论文采用算子分裂/有限元法对广义气体润滑方程进行求解,采用小扰动摄动法分析气膜-磁头-悬臂耦合系统稳定性。由于型磁头造型复杂并具有几何对称性,将对称轴的上半部采用非结构三角形网格进行计算。论文的计算结果表明算子分裂法能有效克服高轴承数下数值解的振荡问题,可得到合理的气体压强分布和气浮力。比较在不同轴承数下的气浮力和纵倾力矩发现:同一轴承数下,气浮力随气膜特征厚度减小而增加;当磁头槽台高度与气膜特征厚度的比值相同时,气浮力随轴承数增大而逐渐增加直到达到某一值后保持不变;纵倾力矩随轴承数增加而增大到某个最大值后减小。同时表明:磁盘转速增加不能无限增大气浮力。为了研究空气轴承在小扰动下的稳定性,文章推导出气膜厚度小扰动和气膜挤压速度小扰动的压强摄动方程。采用非结构三角形网格的有限元法求解压强摄动方程,并计算气膜刚度系数和阻尼系数。负压型磁头计算结果显示:超薄气膜的刚度值比悬臂的相应的机械刚度值大得多,而气膜阻尼值却比机械阻尼值小。论文把磁头下的空气轴承的刚度和阻尼与磁头悬臂的机械刚度和阻尼迭加在一起,计算气膜-磁头-悬臂耦合系统的衰减率、固有频率和振型,分析耦合系统稳定性。耦合系统的三个模态上的固有频率都随气膜特征厚度增加而减小;磁盘转速对耦合系统的固有频率和衰减率的影响都不大。对型磁头计算的结果表明:第一模<WP=5>态可以认为是纵倾运动的独立模态,第二模态是横摇运动的独立模态,第三模态是升沉和纵倾运动的耦合模态。其中,耦合模态的固有频率和衰减率比其他两个独立模态小很多。为了预测磁头系统发生共振的可能性,论文提出共振系数的概念。耦合系统固有频率与扰动频率相差越远,系统稳定性越好。计算结果表明:系统在小气膜厚度和低磁盘转速下能达到较好的稳定性。论文最后比较了nano磁头和pico磁头与两种悬臂组合的稳定性。研究表明:(1)耦合系统在厚气膜下固有频率小,衰减率大;固有频率与磁盘转速关系不大;具有低磁盘转速的系统的衰减率比较大;(2) 共振系数在小盘速和薄气膜下较小;小尺寸(pico)磁头与大阻尼悬臂组合可获得较大的衰减率。