[공학나라] 기계 공학 기술정보

전기 유압식 서보 밸브 (servo valve)

전기유압식 서보 밸브 (electrohydaulic servo valve, EHSV) 이다.

전기적으로 구동되는 밸브이며 유압 유체 (혹은 작동 유체) 를 구동기로 보내는 것을 제어한다. 쉽게 말해 유압으로 구동되는 구동기를 제어하는 밸브이다.

주로 힘이 많이 소요되는 유압 실린더 (구동기의 일종)를 아주 작은 전기적인 신호로 제어할 때 사용한다. 산업적으로도 많이 쓰이고 항공기 같은 곳에도 사용된다.

서보 밸브는 위치, 속도, 압력, 힘을 정확히 제어할 수 있다.

제어

서보 밸브는 높은 압력의 유압 유체를 다른 소스로부터 공급 받아야 한다 (즉 전기적으로는 밸브 혼자 유체를 가압하는 것은 아니다). 밸브가 받는 전기적인 신호에 비례하여 유압 실린더와 같은 구동기로 작동 유체를 보낸다.

경우에 따라 유압 실린더의 위치나 힘의 피드백제어를 위해 서보 밸브가 사용되는 경우가 있다 (물론 이경우에는 위치나 힘을 측정해야 된다).

대부분의 서보 밸브는 ON/OFF 방식이다.

상용 밸브

아래는 MTS (좌, 인장시험 장비 만드는 바로 그회사)와 MOOG (유명한 밸브 회사) 라는 회사의 서보 밸브이다.

참고문헌

https://en.wikipedia.org/wiki/Electrohydraulic_servo_valve

http://www.mts.com/cs/groups/public/documents/library/mts_006302.pdf

http://www.moog.com/content/dam/moog/literature/ICD/Valves-Introduction.pdf

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전신용 (wrought) 알루미늄 합금의 화학 성분 및 용도

1000 계열

순수 알루미늄으로 최소 99%의 알루미늄이 포함되어 있고 가공 경화가 가능하다. 다른 합금 요소가 조금씩 들어가기도 한다.

2000 계열

대부분 구리 합금이다. 석출경화로 강철에 버금가는 강도를 낼 수 있다. 듀랄루민 이라는 항공우주 분야에서 자주 사용되는 소재가 있다. 응력 부식에 취약하며 7000 계열로 대체되는 경향이 있다.

3000 계열

망간 합금으로 가공 경화가 가능하다. 음료수 캔을 3004로 만든다.

4000 계열

망간 합금으로 가공 경화가 가능하다. 음료수 캔을 3004로 만든다.

5000 계열

마그네슘 합금으로 최고의 부식 저항성을 가져서 해양용으로 사용이 가능하다. 5083의 경우는 열처리를 하지 않는 합금 중에 가장 높은 강도를 가진다. 대부분의 5000 계열 합금은 망간도 포함한다.

6000 계열

망간과 실리콘 합금으로 가공성 용접성이 좋으며 석출 경화가 가능하다. 그러나 2000이나 7000 계열에서 나오는 최고 강도 보다는 낮다. 6061 은 일반적으로 가장 많이 사용되는 알루미늄 합금이다.

7000 계열

아연 합금으로 석출 경화가 가능하고 가장 높은 강도를 가질 수 있다. (7068의 경우는 인장 강도 700 MPa 까지 가능하다). 대부분의 7000 계열 합금은 망간과 구리도 포함한다.

8000 계열

다른 계열에 포함되지 않는 합금들로 알루미늄-리튭 합금 등이 있다.

화학적 조성

1000 계열

순수 알루미늄으로 최소 99%의 알루미늄이 포함되어 있고 가공 경화가 가능하다. 다른 합금 요소가 조금씩 들어가기도 한다.

1000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy	Al contents	Alloying elements	Uses and refs
1050	99.5	-	Drawn tube, chemical equipment
1060	99.6	-	Universal
1070	99.7	-	Thick-wall drawn tube
1100	99.0	Cu 0.1	Universal, holloware
1145	99.45	-	Sheet, plate, foil
1199	99.99	-	Foil
1350	99.5	-	Electrical conductors
1370	99.7	-	Electrical conductors
1420^#	92.9	Mg 5.0; Li 2.0; Zr 0.1	Aerospace
1421^#	92.9	Mg 5.0; Li 2.0; Mn 0.2; Sc 0.2; Zr 0.1	Aerospace

^# Not an International Alloy Designation System name

2000 계열

대부분 구리 합금이다. 석출경화로 강철에 버금가는 강도를 낼 수 있다. 듀랄루민 이라는 항공우주 분야에서 자주 사용되는 소재가 있다. 응력 부식에 취약하며 7000 계열로 대체되는 경향이 있다.

2000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy	Al contents	Alloying elements	Uses and refs
2004	93.6	Cu 6.0; Zr 0.4	Aerospace
2011	93.7	Cu 5.5; Bi 0.4; Pb 0.4	Universal
2014	93.5	Cu 4.4; Si 0.8; Mn 0.8; Mg 0.5	Universal
2017	94.2	Cu 4.0; Si 0.5; Mn 0.7; Mg 0.6	Aerospace
2020	93.4	Cu 4.5; Li 1.3; Mn 0.55; Cd 0.25	Aerospace
2024	93.5	Cu 4.4; Mn 0.6; Mg 1.5	Universal, aerospace
2029	94.6	Cu 3.6; Mn 0.3; Mg 1.0; Ag 0.4; Zr 0.1	Alclad sheet, aerospace
2036	96.7	Cu 2.6; Mn 0.25; Mg 0.45	Sheet
2048	94.8	Cu 3.3; Mn 0.4; Mg 1.5	Sheet, plate
2055	93.5	Cu 3.7; Zn 0.5; Li 1.1; Ag 0.4;Mn 0.2; Mg 0.3; Zr 0.1	Aerospace extrusions
2080	94.0	Mg 3.7; Zn 1.85; Cr 0.2; Li 0.2	Aerospace
2090	95.0	Cu 2.7; Li 2.2; Zr 0.12	Aerospace
2091	94.3	Cu 2.1; Li 2.0; Mg 1.5; Zr 0.1	Aerospace, cryogenics
2095	93.6	Cu 4.2; Li 1.3; Mg 0.4; Ag 0.4; Zr 0.1	Aerospace
2099	94.3	Cu 2.53; Mn 0.3; Mg 0.25; Li 1.75; Zn 0.75; Zr 0.09	Aerospace
2124	93.5	Cu 4.4; Mn 0.6; Mg 1.5	Plate
2195	93.5	Cu 4.0; Mn 0.5; Mg 0.45; Li 1.0; Ag 0.4; Zr 0.12	aerospace, Space Shuttle Super Lightweight external tank, and the SpaceX Falcon 9 and Falcon 1e second stage launch vehicles.
2196			Extrusion
2198			Sheet
2218	92.5	Cu 4.0; Mg 1.5;Ni 2	Forgings
2219	93.0	Cu 6.3; Mn 0.3;Ti 0.06; V 0.1; Zr 0.18	Universal, Space Shuttle Standard Weight external tank
2224&2324	93.8	Cu 4.1; Mn 0.6; Mg 1.5	Plate
2319	93.0	Cu 6.3; Mn 0.3; Ti 0.15; V 0.1; Zr 0.18	Bar and wire
2519	93.0	Cu 5.8; Mg 0.2; Ti 0.15; V 0.1; Zr 0.2	Aerospace armor plate
2524	93.8	Cu 4.2; Mn 0.6; Mg 1.4	Plate, sheet
2618	93.7	Cu 2.3; Si 0.18; Mg 1.6; Ti 0.07; Fe 1.1; Ni 1.0	Forgings

3000 계열

망간 합금으로 가공 경화가 가능하다. 음료수 캔을 3004로 만든다.

3000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy	Al contents	Alloying elements	Uses and refs
3003	98.6	Mn 1.2; Cu 0.12	Universal, sheet, rigid foil containers, signs, decorative
3004	97.8	Mn 1.2; Mg 1	Universal, beverage cans
3005	98.5	Mn 1.0; Mg 0.5	Work-hardened
3102	99.8	Mn 0.2	Work-hardened
3103&3303	98.8	Mn 1.2	Work-hardened
3105	97.8	Mn 0.55; Mg 0.5	Sheet
3203	98.8	Mn 1.2	Sheet, high strength foil

4000 계열

망간 합금으로 가공 경화가 가능하다. 음료수 캔을 3004로 만든다.

4000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy	Al contents	Alloying elements	Uses and refs
4006	98.3	Si 1.0; Fe 0.65	Work-hardened or aged
4007	96.3	Si 1.4; Mn 1.2; Fe 0.7; Ni 0.3; Cr 0.1	Work-hardened
4015	96.8	Si 2.0; Mn 1.0; Mg 0.2	Work-hardened
4032	85	Si 12.2; Cu 0.9; Mg 1; Ni 0.9;	Forgings
4043	94.8	Si 5.2	Rod
4047	85.5	Si 6.0; Fe 0.8; Cu 0.3; Zn 0.2; Mn 0.15; Mg 0.1	Sheet, cladding, fillers
4543	93.7	Si 6.0; Mg 0.3	architectural extrusions

5000 계열

마그네슘 합금으로 최고의 부식 저항성을 가져서 해양용으로 사용이 가능하다. 5083의 경우는 열처리를 하지 않는 합금 중에 가장 높은 강도를 가진다. 대부분의 5000 계열 합금은 망간도 포함한다.

5000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy	Al contents	Alloying elements	Uses and refs
5005 & 5657	99.2	Mg 0.8	Sheet, plate, rod, cubesats
5010	99.3	Mg 0.5; Mn 0.2;
5019	94.7	Mg 5.0; Mn 0.25;
5024	94.5	Mg 4.6; Mn 0.6; Zr 0.1; Sc 0.2	Extrusions, aerospace
5026	93.9	Mg 4.5; Mn 1; Si 0.9; Fe 0.4; Cu 0.3
5050	98.6	Mg 1.4	Universal
5052 & 5652	97.2	Mg 2.5; Cr 0.25	Universal, aerospace (cubesats), marine
5056	94.8	Mg 5.0; Mn 0.12; Cr 0.12	Foil, rod, rivets
5059	93.5	Mg 5.0; Mn 0.8; Zn 0.6; Zr 0.12	rocket cryogenic tanks
5083	94.8	Mg 4.4; Mn 0.7; Cr 0.15	Universal, welding, marine
5086	95.4	Mg 4.0; Mn 0.4; Cr 0.15	Universal, welding, marine
5154 & 5254	96.2	Mg 3.5; Cr 0.25;	Universal, rivets
5182	95.2	Mg 4.5; Mn 0.35;	Sheet
5252	97.5	Mg 2.5;	Sheet
5356	94.6	Mg 5.0; Mn 0.12; Cr 0.12; Ti 0.13	Rod, MIG wire
5454	96.4	Mg 2.7; Mn 0.8; Cr 0.12	Universal
5456	94	Mg 5.1; Mn 0.8; Cr 0.12	Universal
5457	98.7	Mg 1.0; Mn 0.2; Cu 0.1	Sheet, automobile trim
5557	99.1	Mg 0.6; Mn 0.2; Cu 0.1	Sheet, automobile trim
5754	95.8	Mg 3.1; Mn 0.5; Cr 0.3	Sheet, Rod

6000 계열

망간과 실리콘 합금으로 가공성 용접성이 좋으며 석출 경화가 가능하다. 그러나 2000이나 7000 계열에서 나오는 최고 강도 보다는 낮다. 6061 은 일반적으로 가장 많이 사용되는 알루미늄 합금이다.

6000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy	Al contents	Alloying elements	Uses and refs
6005	98.7	Si 0.8; Mg 0.5	Extrusions, angles
6009	97.7	Si 0.8; Mg 0.6; Mn 0.5; Cu 0.35	Sheet
6010	97.3	Si 1.0; Mg 0.7; Mn 0.5; Cu 0.35	Sheet
6013	97.05	Si 0.8; Mg 1.0; Mn 0.35; Cu 0.8	Plate, aerospace, smartphone cases
6022	97.9	Si 1.1; Mg 0.6; Mn 0.05; Cu 0.05; Fe 0.3	Sheet, automotive
6060	98.9	Si 0.4; Mg 0.5; Fe 0.2	Heat-treatable
6061	97.9	Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Cr 0.2	Universal, structural, aerospace (cubesats)
6063 & 6463	98.9	Si 0.4; Mg 0.7	Universal, marine, decorative
6063A	98.7	Si 0.4; Mg 0.7; Fe 0.2	Heat-treatable
6065	97.1	Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Bi 1.0	Heat-treatable
6066	95.7	Si 1.4; Mg 1.1; Mn 0.8; Cu 1.0	Universal
6070	96.8	Si 1.4; Mg 0.8; Mn 0.7; Cu 0.28	Extrusions
6081	98.1	Si 0.9; Mg 0.8; Mn 0.2	Heat-treatable
6082	97.5	Si 1.0; Mg 0.85; Mn 0.65	Heat-treatable
6101	98.9	Si 0.5; Mg 0.6	Extrusions
6105	98.6	Si 0.8; Mg 0.65	Heat-treatable
6113	96.8	Si 0.8; Mg 1.0; Mn 0.35; Cu 0.8; O 0.2	Aerospace
6151	98.2	Si 0.9; Mg 0.6; Cr 0.25	Forgings
6162	98.6	Si 0.55; Mg 0.9	Heat-treatable
6201	98.5	Si 0.7; Mg 0.8	Rod
6205	98.4	Si 0.8; Mg 0.5;Mn 0.1; Cr 0.1; Zr 0.1	Extrusions
6262	96.8	Si 0.6; Mg 1.0; Cu 0.25; Cr 0.1; Bi 0.6; Pb 0.6	Universal
6351	97.8	Si 1.0; Mg 0.6;Mn 0.6	Extrusions
6463	98.9	Si 0.4; Mg 0.7	Extrusions
6951	97.2	Si 0.5; Fe 0.8; Cu 0.3; Mg 0.7; Mn 0.1; Zn 0.2	Heat-treatable

7000 계열

아연 합금으로 석출 경화가 가능하고 가장 높은 강도를 가질 수 있다. (7068의 경우는 인장 강도 700 MPa 까지 가능하다). 대부분의 7000 계열 합금은 망간과 구리도 포함한다.

7000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy	Al contents	Alloying elements	Uses and refs
7005	93.3	Zn 4.5; Mg 1.4; Mn 0.45; Cr 0.13; Zr 0.14; Ti 0.04	Extrusions
7010	93.3	Zn 6.2; Mg 2.35; Cu 1.7; Zr 0.1;	Aerospace
7022	(variable)	Fe 0.5^max; Si 0.5^max; Zn 4.3–5.2; Mg 2.6–3.7; Mn 0.1–0.4; Cu 0.5–1.0; Cr 0.1–0.3; Zr 0.2^max; Ti 0.2^max	(experimental)
7034	85.7	Zn 11.0; Mg 2.3; Cu 1.0	Ultimate tensile strength 750 MPa
7039	92.3	Zn 4.0; Mg 3.3; Mn 0.2; Cr 0.2	Aerospace armor plate
7049	88.1	Zn 7.7; Mg 2.45; Cu 1.6; Cr 0.15	Universal, aerospace
7050	89.0	Zn 6.2; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0.1	Universal, aerospace
7055	87.2	Zn 8.0; Mg 2.3; Cu 2.3; Zr 0.1	Plate, extrusions, aerospace
7065	88.5	Zn 7.7; Mg 1.6; Cu 2.1; Zr 0.1	Plate, aerospace
7068	87.6	Zn 7.8; Mg 2.5; Cu 2.0; Zr 0.12	Aerospace, Ultimate tensile strength 710 MPa
7072	99.0	Zn 1.0	Sheet, foil
7075 & 7175	90.0	Zn 5.6; Mg 2.5; Cu 1.6; Cr 0.23	Universal, aerospace (cubesats), forgings
7079	91.4	Zn 4.3; Mg 3.3; Cu 0.6; Mn 0.2; Cr 0.15	-
7085	89.4	Zn 7.5; Mg 1.5; Cu 1.6	Thick plate, aerospace
7093	86.7	Zn 9.0; Mg 2.5; Cu 1.5; O 0.2; Zr 0.1	Aerospace
7116	93.7	Zn 4.5; Mg 1; Cu 0.8	Heat-treatable
7129	93.2	Zn 4.5; Mg 1.6; Cu 0.7	-
7150	89.05	Zn 6.4; Mg 2.35; Cu 2.2; O 0.2; Zr 0.1	Aerospace
7178	88.1	Zn 6.8; Mg 2.7; Cu 2.0; Cr 0.26	Universal, aerospace
7255	87.5	Zn 8.0; Mg 2.1; Cu 2.3; Zr 0.1	Plate, aerospace
7475	90.3	Zn 5.7; Mg 2.3; Si 1.5; Cr 0.22	Universal, aerospace

8000 계열

다른 계열에 포함되지 않는 합금들로 알루미늄-리튭 합금 등이 있다.

8000 series aluminium alloy nominal composition (% weight) and applications
Alloy	Al content	Alloying elements	Uses and refs
8006	98.0	Fe 1.5; Mn 0.5;	Universal, weldable
8009	88.3	Fe 8.6; Si 1.8; V 1.3	High-temperature aerospace
8011	98.7	Fe 0.7; Si 0.6	Work-hardened
8014	98.2	Fe 1.4; Mn 0.4;	universal
8019	87.5	Fe 8.3; Ge 4.0; O 0.2	Aerospace
8030	99.3	Fe 0.5; Cu 0.2	wire
8090	94.8	Li 2.45; Cu 1.3; Mg 0.95; Zr 0.12;	aerospace, cryogenics
8176	99.3	Fe 0.6; Si 0.1	electrical wire

혼합 알루미늄 합금

합금 원소가 다소 여러가지 들어간 합금들이다.

Wrought aluminium alloy composition limits (% weight)
Alloy	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	V	Ti	Bi	Ga	Pb	Zr	Limits^††		Al
Alloy	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	V	Ti	Bi	Ga	Pb	Zr	Each	Total	Al
1050	0.25	0.40	0.05	0.05	0.05			0.05						0.03		99.5 min
1060	0.25	0.35	0.05	0.028	0.03	0.03	0.05	0.05	0.028	0.03	0.03	0.03	0.03	0.028		99.6 min
1100	0.95 Si+Fe		0.05–0.20	0.05			0.10							0.05	0.15	99.0 min
1199	0.006	0.006	0.006	0.002	0.006		0.006	0.005	0.002		0.005			0.002		99.99 min
2014	0.50–1.2	0.7	3.9–5.0	0.40–1.2	0.20–0.8	0.10	0.25		0.15					0.05	0.15	remainder
2024	0.50	0.50	3.8–4.9	0.30–0.9	1.2–1.8	0.10	0.25		0.15					0.05	0.15	remainder
2219	0.2	0.30	5.8–6.8	0.20–0.40	0.02		0.10	0.05–0.15	0.02–0.10				0.10–0.25	0.05	0.15	remainder
3003	0.6	0.7	0.05–0.20	1.0–1.5			0.10							0.05	0.15	remainder
3004	0.30	0.7	0.25	1.0–1.5	0.8–1.3		0.25							0.05	0.15	remainder
3102	0.40	0.7	0.10	0.05–0.40			0.30		0.10					0.05	0.15	remainder
4041	4.5–6.0	0.80	0.30	0.05	0.05		0.10		0.20					0.05	0.15	remainder
5005	0.3	0.7	0.2	0.2	0.5-1.1	0.1	0.25							0.05	0.15	remainder
5052	0.25	0.40	0.10	0.10	2.2–2.8	0.15–0.35	0.10							0.05	0.15	remainder
5083	0.40	0.40	0.10	0.40–1.0	4.0–4.9	0.05–0.25	0.25		0.15					0.05	0.15	remainder
5086	0.40	0.50	0.10	0.20–0.7	3.5–4.5	0.05–0.25	0.25		0.15					0.05	0.15	remainder
5154	0.25	0.40	0.10	0.10	3.10–3.90	0.15–0.35	0.20		0.20					0.05	0.15	remainder
5356	0.25	0.40	0.10	0.10	4.50–5.50	0.05–0.20	0.10		0.06–0.20					0.05	0.15	remainder
5454	0.25	0.40	0.10	0.50–1.0	2.4–3.0	0.05–0.20	0.25		0.20					0.05	0.15	remainder
5456	0.25	0.40	0.10	0.50–1.0	4.7–5.5	0.05–0.20	0.25		0.20					0.05	0.15	remainder
5754	0.40	0.40	0.10	0.50	2.6–3.6	0.30	0.20		0.15					0.05	0.15	remainder
6005	0.6–0.9	0.35	0.10	0.10	0.40–0.6	0.10	0.10		0.10					0.05	0.15	remainder
6005A^†	0.50–0.9	0.35	0.30	0.50	0.40–0.7	0.30	0.20		0.10					0.05	0.15	remainder
6060	0.30–0.6	0.10–0.30	0.10	0.10	0.35–0.6	0.05	0.15		0.10					0.05	0.15	remainder
6061	0.40–0.8	0.7	0.15–0.40	0.15	0.8–1.2	0.04–0.35	0.25		0.15					0.05	0.15	remainder
6063	0.20–0.6	0.35	0.10	0.10	0.45–0.9	0.10	0.10		0.10					0.05	0.15	remainder
6066	0.9–1.8	0.50	0.7–1.2	0.6–1.1	0.8–1.4	0.40	0.25		0.20					0.05	0.15	remainder
6070	1.0–1.7	0.50	0.15–0.40	0.40–1.0	0.50–1.2	0.10	0.25		0.15					0.05	0.15	remainder
6082	0.7–1.3	0.50	0.10	0.40–1.0	0.60–1.2	0.25	0.20		0.10					0.05	0.15	remainder
6105	0.6–1.0	0.35	0.10	0.10	0.45–0.8	0.10	0.10		0.10					0.05	0.15	remainder
6162	0.40–0.8	0.50	0.20	0.10	0.7–1.1	0.10	0.25		0.10					0.05	0.15	remainder
6262	0.40–0.8	0.7	0.15–0.40	0.15	0.8–1.2	0.04–0.14	0.25		0.15	0.40–0.7		0.40–0.7		0.05	0.15	remainder
6351	0.7–1.3	0.50	0.10	0.40–0.8	0.40–0.8		0.20		0.20					0.05	0.15	remainder
6463	0.20–0.6	0.15	0.20	0.05	0.45–0.9		0.05							0.05	0.15	remainder
7005	0.35	0.40	0.10	0.20–0.70	1.0–1.8	0.06–0.20	4.0–5.0		0.01–0.06				0.08–0.20	0.05	0.15	remainder
7022	0.50	0.50	0.50–1.00	0.10–0.40	2.60–3.70	0.10–0.30	4.30–5.20		0.20					0.05	0.15	remainder
7068	0.12	0.15	1.60–2.40	0.10	2.20–3.00	0.05	7.30–8.30		0.01				0.05–0.15	0.05	0.15	remainder
7072	0.7 Si+Fe		0.10	0.10	0.10		0.8–1.3							0.05	0.15	remainder
7075	0.40	0.50	1.2–2.0	0.30	2.1–2.9	0.18–0.28	5.1–6.1		0.20					0.05	0.15	remainder
7079	0.3	0.40	0.40–0.80	0.10–0.30	2.9–3.7	0.10–0.25	3.8–4.8		0.10					0.05	0.15	remainder
7116	0.15	0.30	0.50–1.1	0.05	0.8–1.4		4.2–5.2	0.05	0.05		0.03			0.05	0.15	remainder
7129	0.15	0.30	0.50–0.9	0.10	1.3–2.0	0.10	4.2–5.2	0.05	0.05		0.03			0.05	0.15	remainder
7178	0.40	0.50	1.6–2.4	0.30	2.4–3.1	0.18–0.28	6.3–7.3		0.20					0.05	0.15	remainder
8176	0.03–0.15	0.40–1.0					0.10				0.03			0.05	0.15	remainder
Alloy	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	V	Ti	Bi	Ga	Pb	Zr	Limits^††		Al
Alloy	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	V	Ti	Bi	Ga	Pb	Zr	Each	Total	Al
^†Manganese plus chromium must be between 0.12–0.50%. ^††This limit applies to all elements for which no other limit is specified on a given row, because no column exists or because the column is blank.

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DAS (data acquisition system)

데이터 계측 (data acquisition, DAQ)를 하는 시스템으로 하드웨어와 소프트웨어로 구성된다. 데이터 계측이란 센서에서 얻어진 물리량(온도, 압력 등)을 계측하는 것을 말한다.

쉬워보이지만 시간 동일화 (time sync.), 노이즈나 Calibration, 신호 처리등 의외로 어려운 면이 있다. 애시당초 정확하지 않은 측정데이터는 아무런 의미가 없다. 특히 여러 이유로 잘못된 값을 계측하게 되면 공학적 해석이나 판단이 엉뚱하게 나올 수 있으므로 정확한 계측은 매우 중요하다.

DAS의 구성

그림 출처 : http://www.ni.com/ko-kr/shop/pc-based-measurement-and-control-system.html

DAQ 장치

시그널 컨디셔너 (Signal conditioning)

아날로그-디지털 변환기 (AD (Analog to digital) converter)

필터 (filter)

앰프 (Amplifier)

컴퓨터 (Computer)

드라이브 소프트웨어 (Driver Software)

응용 프로그램 (Application Software)

하나씩 살펴보자

DAQ 장치 : 하드웨어

DAQ 장치는 보통 하나의 (컴퓨터 마더보드에 끼우는) 보드 형태나 이러한 보드들을 박스 형태로 구현한 것들이 있다 (형태는 다양하다). 주로 하는 역할은 시그널 컨디셔닝과 AD (아날로그 to 디지털) 변환기 이다.

센서에서 계측된 물리 신호는 아날로그이기 때문에 컴퓨터에서 인식 가능한 디지털로 변환해주어야 한다.

시그널 컨디셔닝은 항상 필요한 것은 아니지만 대부분 필요하다. 센서에서 측정된 신호가 DAQ 장치에 적합하지 않은 경우에 사용된다. 대부분의 경우에 신호를 필터에서 필터링 해주거나 (고주파 노이즈 제거 등) 증폭하는 과정이 필요하며 이러한 과정도 시그널 컨니셔닝에 해당된다. 추가적으로 센서에 따라 전류를 공급해주거나 전압 가진을 하는 경우도 있다.

컴퓨터 (Computer) : 하드웨어

DAS에서 별도로 Computer가 없는 경우도 있지만 대부분 있다. 계측이 비교적 간단하고 휴대해야 하는 경우는 주로 노트북을 쓴다. DAS에 컴퓨터가 없으면 데이터의 저장이나 전송, 원하는 파일 형태로의 변경 등이 매우 매우 불편하다. 왠만하면 컴퓨터 쓰자.

드라이브 소프트웨어 (Driver Software)

컴퓨터에 그래픽카드를 사서 꼽으면 그래픽카드 드라이버 소프트웨어가 필요하듯 하드웨어인 DAQ 장치에 대한 드라이버가 필요하다. DAQ 장치를 쓰려면 당연히 드라이버 소프트웨어가 있어야 한다. 컴퓨터에 설치하면 된다.

응용 프로그램 (Application Software)

DAQ 장치의 설정, 신호 처리, 데이터의 저장, 모니터에 표시 등을 하는 소프트웨어다. 그래픽카드 사면 같이 주는 화면 설정 프로그램 같은 것이다. 대표적인 예로 NI LabView 가 있다. 컴퓨터에 설치하면 된다. 기본적으로 제공되지 않고 별도로 사야되는 경우가 많다.

참고문헌

http://www.ni.com/data-acquisition/what-is/ko/

https://en.wikipedia.org/wiki/Data_acquisition

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폰 미세스 등가 응력 (von Mises equivalent stress)

구조 해석 결과에서 항복 발생 여부를 파악할 때 주로 사용된다. 구조 해석 결과에서 계산된 등가 응력 값이 재료의 항복강도 보다 크면 소성이 발생한 것으로 보고 항복강도 보다 작으면 항복이 발생하지 않은 것으로 본다. 항복 발생 여부는 여러 파손 이론이 있으나 가장 정확하다고 알려진 최대 뒤틀림 에너지 이론인 폰 미세스 등가 응력을 사용한다.

아래 그림은 2차원 평면응력 상태에서 최대 전단 응력이론인 Tresca criteria와 비교한 그림이다. Tresca 에 비해 영역이 조금 더 넓다.

이론적인 수식유도는 참고문헌에 매우 자세히 나와있으며 결과만을 표시하면 아래와 같다.

아래 수식을 보면 알겠지만 전단응력이 없는 주응력만을 보면 각 주응력의 차이 제곱의 합에 비례한다. 즉 정수압 (고압의 액체나 기체상태) 상태에서는 항복이 절대 발생하지 않는다 (신기한걸). 또한 단축 응력 상태에서는 인장응력과 같다.

참고문헌

https://en.wikipedia.org/wiki/Von_Mises_yield_criterion

http://kor.midasuser.com/civil/tech_paper/keyword_view.asp?pg=&sk=&bid=&nCat=&nIndex=&sHtml=&idx=576

http://www.continuummechanics.org/vonmisesstress.html

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굽힘 허용 (bending allowance)

굽힘 추정 (bending deduction)

.

참고문헌

https://en.wikipedia.org/wiki/Bending_(metalworking)

매우 유용한 자료

https://www.webcitation.org/5nmu2Ljx7?url=http://www.ciri.org.nz/bendworks/bending.pdf

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