2012년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이
2012년 국가직 9급 기계일반
① 1개
오답입니다꼭짓점 원자 8개는 각각 1/8씩만 단위격자에 속하므로 합계가 1개입니다.
② 2개
정답입니다꼭짓점 기여분 1개와 체심 원자 1개를 합쳐 총 2개입니다.
③ 4개
오답입니다4개는 면심입방격자(FCC)의 단위격자당 원자수입니다.
④ 8개
오답입니다꼭짓점 원자 8개를 모두 한 격자 소유로 계산하면 안 됩니다. 각 원자는 8개 격자가 공유합니다.
정답과 해설 보기
BCC는 8×(1/8)+1=2이므로 단위격자당 원자수는 2개입니다.
① 1시간 안에 완전하게 재결정이 이루어지는 온도
정답입니다재결정온도는 냉간가공한 금속이 일정 시간(통상 1시간) 안에 재결정을 거의 또는 완전히 마치는 온도로 정의합니다.
② 재결정이 시작되는 온도
오답입니다재결정이 최초로 시작되는 순간의 온도만을 뜻하지 않습니다.
③ 시간에 관계없이 재결정이 완료되는 온도
오답입니다재결정은 시간과 온도에 함께 좌우되므로 시간 조건을 빼면 정의가 성립하지 않습니다.
④ 재결정이 완료되어 결정립 성장이 시작되는 온도
오답입니다결정립 성장의 시작 온도는 재결정온도의 정의가 아닙니다.
정답과 해설 보기
재결정온도는 보통 냉간가공 재료가 약 1시간 안에 재결정을 완료하는 최저 온도를 뜻합니다.
① 외력이 없는 상태에서도 재료 내부에 존재하는 응력을 말한다.
오답입니다잔류응력은 외력을 제거한 뒤에도 내부에 남아 평형을 이루는 응력입니다.
② 물체 내부의 온도차에 의해서도 발생할 수 있다.
오답입니다불균일한 가열·냉각에 따른 열변형 차이도 잔류응력을 만듭니다.
③ 중간풀림이나 저온풀림으로 감소시킬 수 있다.
오답입니다응력제거 풀림으로 잔류응력을 완화할 수 있습니다.
④ 표면의 인장잔류응력은 피로수명을 향상시킨다.
정답입니다표면 인장잔류응력은 균열의 발생·성장을 촉진해 피로수명을 낮춥니다. 피로수명에 유리한 것은 표면 압축잔류응력입니다.
정답과 해설 보기
표면 압축잔류응력은 피로균열을 억제하지만 인장잔류응력은 피로강도를 떨어뜨립니다.
① 우수한 내식성과 함께 높은 강도와 인성을 갖는다.
오답입니다스테인리스강은 Cr 부동태 피막으로 내식성이 좋고 강도·인성도 양호합니다.
② 산소와 접촉하면 얇고 단단한 크롬산화막을 형성한다.
오답입니다스테인리스강은 표면의 Cr이 산소와 반응해 얇고 치밀한 크롬산화막(부동태 피막)을 만들며, 이 막이 내식성의 핵심 원리이므로 옳은 설명입니다.
③ 탄소량이 증가할수록 내식성이 향상된다.
정답입니다탄소가 많으면 Cr 탄화물이 석출되어 입계 주변의 Cr이 고갈되고 내식성이 저하될 수 있습니다.
④ 오스테나이트계 스테인리스강에는 주로 크롬, 니켈, 철의 합금이 사용된다.
오답입니다대표적인 오스테나이트계 18-8 스테인리스강은 Fe-Cr-Ni계입니다.
정답과 해설 보기
탄소량 증가는 크롬 탄화물 석출과 입계부식을 일으킬 수 있으므로 내식성을 높인다는 설명이 틀립니다.
① 원통캠과 종동절
오답입니다원통캠의 홈을 따라 종동절이 왕복하므로 회전운동이 직선운동으로 바뀝니다.
② 크랭크와 슬라이더
오답입니다크랭크-슬라이더 기구는 회전운동과 왕복직선운동을 서로 변환합니다.
③ 크랭크와 로커
정답입니다크랭크-로커 기구의 출력은 제한된 각도의 요동(회전)운동이며 직선운동이 아닙니다.
④ 랙과 피니언
오답입니다피니언의 회전은 랙의 직선운동으로 바뀝니다.
정답과 해설 보기
크랭크-로커 기구는 회전운동을 요동운동으로 변환하므로 정답은 ③입니다.
① 축과 보스(풀리, 치차)를 결합하는 기계요소이다.
오답입니다키는 축과 보스 사이에 끼워 회전력(토크)을 전달하는 결합용 기계요소로, 옳은 설명입니다.
② 원주방향과 축방향 모두를 고정할 수 있지만, 축방향은 고정하지 않아 축을 따라 미끄럼운동을 할 수도 있다.
오답입니다일반적인 키는 원주방향 회전을 구속하지만, 페더키처럼 축방향으로는 고정하지 않고 미끄럼(스플라인성) 이동을 허용하는 형식도 있으므로 옳은 설명입니다.
③ 축방향으로 평행한 평행형이 있고, 구배진 테이퍼형이 있다.
오답입니다키는 형상에 따라 평행키(평행형)와 테이퍼키(구배형)로 나뉘므로 옳은 설명입니다.
④ 키홈은 깊이가 깊어서 응력집중이 일어나지 않는 좋은 체결 기구이다.
정답입니다실제로는 키홈이 깊을수록 축의 유효단면이 줄고 홈 모서리에서 응력집중이 커져 축이 약해집니다. "응력집중이 일어나지 않는다"는 설명이 틀렸습니다.
정답과 해설 보기
키홈은 축 단면을 약화시키고 노치 형태로 응력을 집중시키는 요인입니다. "깊을수록 응력집중이 일어나지 않는다"는 설명은 실제와 반대이므로 틀린 설명, 즉 정답은 ④입니다.
① 공구 경사면에 피삭재 일부가 압착·용착되어 생긴다.
오답입니다연성 재료 절삭 때 높은 압력과 마찰로 칩 일부가 경사면에 달라붙습니다.
② 생성과 탈락이 반복되어 가공면을 거칠게 한다.
오답입니다불안정한 구성인선이 떨어지면서 표면흔적과 치수오차를 만듭니다.
③ 절삭속도를 높이면 구성인선 발생을 억제할 수 있다.
오답입니다절삭속도를 충분히 높이면 절삭온도 상승으로 용착 안정성이 낮아져 억제됩니다.
④ 절삭속도를 낮추면 구성인선 발생을 방지할 수 있다.
정답입니다저속 영역은 구성인선이 잘 발생하는 조건이므로 속도를 낮추는 것은 일반적인 방지법이 아닙니다.
정답과 해설 보기
구성인선은 절삭속도를 높이고 경사각·윤활성을 개선하여 줄입니다.
① 절삭 중 칩이 연속적으로 흐르는 현상이다.
오답입니다이것은 유동형 칩(연속 칩) 생성에 대한 설명이며, 공구가 깨져 나가는 치핑과는 다른 현상입니다.
② 칩과 공구의 마찰에 의해 공작물에 열이 발생하는 현상이다.
오답입니다이것은 절삭열 발생에 대한 설명으로, 공구날이 조각째 떨어져 나가는 치핑의 정의가 아닙니다.
③ 절삭공구 끝이 절삭저항에 견디지 못해 떨어지는 현상이다.
정답입니다치핑은 단속적인 절삭충격이나 과도한 절삭저항을 공구날이 버티지 못하고 날 끝의 일부가 조각째 떨어져 나가는 손상입니다.
④ 절삭저항이 증가하여 절삭공구가 떨리는 현상이다.
오답입니다이것은 채터링(떨림, chatter) 현상에 대한 설명이며, 날이 깨져 탈락하는 치핑과는 구별됩니다.
정답과 해설 보기
치핑은 절삭 중 공구날 끝이 절삭저항(충격적 하중)을 견디지 못하고 작은 조각 단위로 깨져 떨어져 나가는 손상 형태입니다. 연속 칩 생성(①), 절삭열 발생(②), 채터링(④)은 모두 치핑과 구별되는 별개의 현상입니다.
① 일반적으로 석고주형 주조법은 다이캐스팅에 비해 생산 속도가 느리다.
오답입니다석고주형은 매번 모형을 새로 만들어야 하는 소모성 주형이라, 금형을 반복 사용하는 다이캐스팅보다 생산 속도가 느립니다. 옳은 설명입니다.
② 일반적으로 인베스트먼트 주조법은 사형 주조법에 비해 인건비가 저렴하다.
정답입니다인베스트먼트 주조는 왁스 모형 제작, 세라믹 셸 코팅·소성 등 수작업 공정이 많아 사형 주조보다 오히려 인건비(작업비)가 높습니다. "저렴하다"는 설명이 틀렸습니다.
③ 대량생산인 경우에는 사형 주조법보다 다이캐스팅 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
오답입니다다이캐스팅은 금형을 반복 사용해 대량생산 시 단가와 생산속도 면에서 유리하므로 옳은 설명입니다.
④ 일반적으로 석고주형 주조법은 사형 주조법에 비해 치수 정밀도와 표면정도가 우수하다.
오답입니다석고주형은 입자가 매우 미세하여 사형보다 치수 정밀도와 표면 거칠기가 우수하므로 옳은 설명입니다.
정답과 해설 보기
인베스트먼트 주조는 정밀도는 높지만 왁스 모형·세라믹 셸 제작 등 수작업 공정이 많아 사형 주조보다 인건비(작업비)가 더 비쌉니다.
① 아이어닝(ironing)
정답입니다아이어닝은 펀치와 다이 사이의 좁은 틈으로 컵 벽을 통과시켜 벽 두께를 일정하게 줄이고 균일화합니다.
② 코이닝(coining)
오답입니다코이닝은 밀폐된 금형 안에서 강하게 압축해 표면에 정밀한 각인·무늬를 새기는 가공으로, 벽 두께 균일화와는 다른 목적입니다.
③ 랜싱(lancing)
오답입니다랜싱은 판재를 완전히 분리하지 않고 일부만 절단·절개하는 가공으로, 벽 두께 균일화와는 무관합니다.
④ 허빙(hubbing)
오답입니다허빙은 경화된 펀치(허브)를 압입해 금형 캐비티 형상을 성형하는 금형 제작 공정으로, 딥드로잉 후속가공이 아닙니다.
정답과 해설 보기
딥드로잉 컵의 벽 두께를 더욱 균일하게 만드는 후속가공은 아이어닝입니다.
① 표면거칠기에 대한 의도를 제조자에게 전달하는 경우 삼각 기호를 일반적으로 사용한다.
오답입니다도면에서 표면 정도를 지시할 때 삼각 기호(가공 삼각 기호)를 관용적으로 사용하므로 옳은 설명입니다.
② Rmax, Ra, Rz의 표면거칠기 표시 중에서 Ra 값이 가장 크다.
정답입니다같은 표면을 측정해도 극값 기준인 Rmax가 가장 크고, 굴곡의 절댓값을 평균하는 Ra가 가장 작게 나오는 것이 일반적입니다. "Ra가 가장 크다"는 설명이 틀렸습니다.
③ 표면거칠기는 공작물 표면의 임의 위치의 기준길이 L내에서 채취한 데이터로부터 평가한다.
오답입니다표면거칠기는 임의 위치에서 정해진 기준(평가)길이 L만큼 채취한 프로파일 데이터를 근거로 산출하므로 옳은 설명입니다.
④ 표면거칠기 검사법으로는 접촉식과 비접촉식 방법 모두 사용된다.
오답입니다촉침식(접촉식)과 광학식(비접촉식) 검사 모두 실제로 널리 쓰이므로 옳은 설명입니다.
정답과 해설 보기
같은 표면 프로파일에서는 극값(최고봉-최저골) 기반의 Rmax가 가장 크고, 편차를 산술평균한 Ra가 가장 작게 나오는 것이 일반적이므로 ②의 설명은 틀렸습니다.
다음 설명에 해당하는 현상은?
성형품의 냉각이 비교적 높은 부분에서 발생하는 성형 수축으로 표면에 나타나는 오목한 부분의 결함을 말한다.
이를 제거하기 위해서는 성형품의 두께를 균일하게 하고, 스프루·러너·게이트를 크게 하여 금형 내의 압력이 균일하도록 하며, 성형온도를 낮게 억제한다. 두께가 두꺼운 위치에 게이트를 설치하여 성형온도를 낮게 억제한다.
① 플래시 현상
오답입니다플래시는 금형 분할면 틈으로 수지가 새어 나가 얇은 막(버) 형태로 남는 결함으로, 오목한 자국과는 다릅니다.
② 싱크 마크 현상
정답입니다싱크 마크는 두꺼운 부분에서 내부 수축을 보압이 충분히 보충하지 못해 표면이 오목하게 들어가는 결함으로, 지문의 원인·대책 설명과 정확히 일치합니다.
③ 플로 마크 현상
오답입니다플로 마크는 용융수지의 유동 흔적이 표면에 물결·나이테 모양으로 남는 결함으로, 오목한 수축 자국과는 다릅니다.
④ 제팅 현상
오답입니다제팅은 게이트에서 분사된 수지가 뱀 모양으로 캐비티에 먼저 도달해 표면에 굴곡진 자국을 남기는 결함으로, 지문이 설명하는 수축 결함과는 다릅니다.
정답과 해설 보기
국부적으로 두꺼운 부위의 체적수축을 보압이 따라가지 못해 표면이 오목하게 들어가는 결함은 싱크 마크이며, 두께 균일화·게이트 확대·성형온도 억제가 대표적인 대책입니다.
① 4F₁πD₁²
정답입니다피스톤 A의 면적은 πD₁²/4이므로 p=F₁/A₁=4F₁/(πD₁²)입니다.
② F₁πD₁²
오답입니다③ F₁2πD₁²
오답입니다④ F₁4πD₁²
오답입니다
정답과 해설 보기
피스톤 A의 단면적 A₁=πD₁²/4입니다. 따라서 파스칼 원리에 의해 유체 압력은 p=F₁/A₁=4F₁/(πD₁²)입니다. B의 지름은 출력 힘을 구할 때 사용되며 압력 자체에는 영향을 주지 않습니다.
① 모집단은 표본을 통한 조사의 대상이 되는 어떤 특성을 가진 모든 개체들의 전체 집합이다.
오답입니다모집단은 조사·분석 대상이 되는 개체 전체의 집합을 뜻하므로 옳은 설명입니다.
② 표본크기는 전체 모집단에 관한 정보를 얻기 위하여 표본의 성질을 조사할 때 표본으로 추출되어 검사되는 개체의 수량이다.
오답입니다표본크기는 모집단에서 실제로 추출해 검사하는 개체의 수를 의미하므로 옳은 설명입니다.
③ 계량법은 기계가공, 성형가공 또는 용접 가공된 부품의 내부와 외부 결함이나 판금 제품의 표면 흠집 등 정성적인 특성의 존재 여부를 조사하는 방법이다.
정답입니다결함·흠집의 유무처럼 있다/없다를 세어 판정하는 것은 계수법입니다. 계량법은 길이·무게·강도처럼 연속적인 값을 측정하는 방법이므로, 이 설명은 계수법과 뒤바뀐 틀린 설명입니다.
④ 도수분포는 각 조건에 맞는 개체의 수를 곡선으로 나타낸 분포도이다.
오답입니다도수분포는 데이터를 구간별로 나누어 각 구간에 속하는 개체 수(도수)를 나타낸 분포이므로 옳은 설명입니다.
정답과 해설 보기
계량법은 길이·질량·강도 등 연속적인 값을 측정하는 방법이고, 흠집·결함 등의 유무를 세어 판정하는 것은 계수법입니다. 두 용어가 뒤바뀐 ③이 옳지 않은 설명입니다.
① 테일러 블랭킹
정답입니다테일러 블랭킹(tailored blank)은 서로 다른 두께·재질의 판 조각을 먼저 레이저 용접해 하나의 판(테일러드 블랭크)으로 만든 뒤, 이를 프레스로 성형해 최종 형상을 만드는 공법입니다.
② 전자기성형
오답입니다전자기성형은 순간적인 강한 자기장이 만드는 전자기력으로 판재·관재를 금형에 밀착시켜 성형하는 방법으로, 레이저 용접 접합과는 무관합니다.
③ 정밀 블랭킹
오답입니다정밀 블랭킹은 대응펀치 등으로 전단면 전체를 매끈하게 다듬는 고정밀 블랭킹(펀칭) 가공으로, 서로 다른 판재를 용접해 잇는 공정이 아닙니다.
④ 하이드로포밍
오답입니다하이드로포밍은 액압을 이용해 관재나 판재를 금형 내부에 밀착시켜 성형하는 공법으로, 레이저 용접 접합 공정과는 다릅니다.
정답과 해설 보기
서로 다른 모양·크기(재질·두께)의 판재 조각을 레이저 용접으로 먼저 접합한 뒤 프레스 성형해 최종 형상을 만드는 기술은 테일러 블랭킹입니다.
① 벤투리미터(venturimeter)
오답입니다벤투리미터는 관이 가득 찬 폐수로에서 압력차로 유량을 측정합니다.
② 오리피스(orifice)
오답입니다오리피스도 주로 폐수로 관내의 차압식 유량 측정에 사용합니다.
③ 마노미터(manometer)
오답입니다마노미터는 압력 또는 압력차를 측정하는 장치입니다.
④ 위어(weir)
정답입니다위어는 개수로를 가로막아 월류수두와 유량의 관계로 유량을 측정합니다.
정답과 해설 보기
자유수면이 있는 개수로의 유량은 위어의 월류수두를 측정하여 구합니다.
① 산화 안정성이 클 것
오답입니다고온에서 산화·슬러지 생성을 억제하도록 산화안정성이 커야 합니다.
② 기포 발생이 많을 것
정답입니다기포는 유막 형성과 열전달을 방해하므로 윤활유는 소포성이 좋아 기포가 적어야 합니다.
③ 부식 방지성이 좋을 것
오답입니다금속면을 보호하도록 방청·부식방지성이 필요합니다.
④ 적당한 점도를 가질 것
오답입니다운전온도에서 충분한 유막과 낮은 마찰을 함께 확보하는 적정 점도가 필요합니다.
정답과 해설 보기
윤활유는 기포가 쉽게 빠지는 소포성이 좋아야 하므로 기포 발생이 많아야 한다는 설명이 틀립니다.
① 소음과 진동 발생
오답입니다기포의 생성과 붕괴가 반복되어 소음과 진동이 발생합니다.
② 펌프의 효율 증가
정답입니다유로가 기포로 막히고 양정·유량이 감소하므로 펌프 효율은 증가하지 않고 저하됩니다.
③ 가동날개에 부식 발생
오답입니다기포 붕괴 때 생기는 미세 충격으로 임펠러 표면에 피팅·침식이 발생합니다.
④ 심한 충격 발생
오답입니다기포가 고압부에서 급격히 붕괴하며 국부적으로 큰 충격압을 만듭니다.
정답과 해설 보기
캐비테이션은 소음·진동·침식·성능 저하를 일으키므로 효율 증가와는 관계가 없습니다.
① 피치원 둘레상에서 측정된 치면 사이의 틈새이다.
정답입니다백래시는 맞물린 두 치면 사이의 원주방향 여유를 피치원에서 측정한 값입니다.
② 피치원상에서 측정한 이와 이 사이의 거리이다.
오답입니다피치원상에서 같은 기어의 대응점 사이 거리는 원주피치이며 백래시가 아닙니다.
③ 피치원으로부터 이끝원까지의 거리이다.
오답입니다피치원에서 이끝원까지의 반지름 차는 이끝높이입니다.
④ 맞물린 한 쌍의 기어에서 한 기어의 이끝원에서 상대편 기어의 이뿌리원까지의 중심선상 거리이다.
오답입니다이끝원과 상대 이뿌리원 사이의 반지름방향 틈은 바닥틈새(클리어런스)입니다.
정답과 해설 보기
백래시는 원활한 운전과 윤활을 위해 둔 피치원 원주방향의 치면 간극입니다.
① eμθ
정답입니다평벨트의 미소요소 평형식을 적분하면 Tₜ/Tₛ=eμθ가 됩니다.
② 1/eμθ
오답입니다③ 1 − eμθ
오답입니다④ 1 − 1/eμθ
오답입니다
정답과 해설 보기
벨트 마찰의 오일러 식은 Tₜ=Tₛeμθ이므로 Tₜ/Tₛ=eμθ입니다. θ는 rad로 사용합니다.
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