2011년 지방직 9급 기계일반 기출문제 풀이
2011년 지방직 9급 기계일반
① 자기변태가 일어나는 점을 자기변태점이라 하며, 이 변태가 일어나는 온도를 큐리점(curie point)이라고 한다.
오답입니다자기변태가 일어나는 온도를 큐리점 또는 자기변태점이라 합니다.
② 자기변태점에서 원자배열이 변화함으로써 자기강도가 변화한다.
정답입니다자기변태에서는 원자배열이나 결정격자가 변하지 않고 자구의 배열 상태가 변합니다.
③ 철, 니켈, 코발트 등의 강자성 금속을 가열하여 자기변태점에 이르면 상자성 금속이 된다.
오답입니다철·니켈·코발트는 큐리점 이상에서 강자성을 잃고 상자성이 됩니다.
④ 순철의 자기변태점은 768°C이다.
오답입니다순철의 큐리온도는 약 768 ℃입니다.
정답과 해설 보기
자기변태는 결정격자의 변화 없이 자구 배열이 변하여 강자성이 사라지는 현상입니다. 따라서 원자배열이 변한다고 한 ②가 옳지 않습니다.
키워드#기계재료#자기변태#큐리점#강자성#동소변태
양쪽 끝 모두 수나사로 되어있고, 관통하는 구멍을 뚫을 수 없는 경우에 사용하며, 한쪽 끝은 상대 쪽에 암나사를 만들어 미리 반영구적으로 박음을 하고 다른 쪽 끝에는 너트를 끼워 조이는 볼트는?
① 관통볼트
오답입니다관통볼트는 두 부재를 관통시킨 뒤 반대쪽에서 너트로 체결합니다.
② 탭 볼트
오답입니다탭볼트는 볼트 머리가 있고 한 부재의 암나사에 직접 체결합니다.
③ 스터드 볼트
정답입니다스터드볼트는 양끝이 수나사이며 한쪽을 본체에 박고 다른 쪽을 너트로 조입니다.
④ 양 너트 볼트
오답입니다양너트볼트는 문제의 반영구적 식립 구조를 뜻하는 표준 명칭이 아닙니다.
정답과 해설 보기
스터드볼트는 머리 없이 양끝에 수나사가 있습니다. 한쪽을 기계 본체의 암나사에 반영구적으로 박고 다른 쪽을 너트로 체결하므로 ③입니다. 따라서 ③입니다.
키워드#기계설계#스터드볼트#볼트#체결요소#암나사
① 압축성형
오답입니다압축성형은 열경화성수지 등을 금형 안에서 가압·가열하는 방식입니다.
② 사출성형
오답입니다사출성형은 복잡한 형상을 만들 수 있지만 좁은 목의 중공 용기에는 적합하지 않습니다.
③ 블로우성형
정답입니다블로우성형은 가열한 패리슨 안에 공기를 불어 넣어 병과 같은 중공 제품을 만듭니다.
④ 열성형
오답입니다열성형은 판상 수지를 가열하여 진공 또는 압력으로 금형에 밀착시킵니다.
정답과 해설 보기
블로우성형은 튜브 모양의 패리슨을 금형에 넣고 내부에 공기를 불어 금형 벽에 밀착시킵니다. 병처럼 속이 비고 입구가 좁은 제품에 가장 적합합니다. 따라서 ③입니다.
키워드#기계공작법#블로우성형#플라스틱성형#패리슨#중공성형
① 순서번호
오답입니다N 코드는 프로그램 블록의 순서번호를 나타냅니다.
② 준비기능
정답입니다G 코드는 공구 이동과 좌표계 등을 지정하는 준비기능입니다.
③ 보조기능
오답입니다M 코드는 주축·절삭유·프로그램 정지 등의 보조기능입니다.
④ 좌표값
오답입니다좌표값은 X·Y·Z 등의 주소 문자와 수치로 지령합니다.
정답과 해설 보기
NC 프로그램에서 G 코드는 공구의 운동형식과 좌표계 등을 미리 지정하는 준비기능입니다. M 코드는 주축과 절삭유 등의 보조기능이므로 구분해야 합니다. 따라서 ②입니다.
키워드#기계공작법#CNC#G코드#준비기능#보조기능
두 가지 성분의 금속이 용융되어 있는 상태에서는 하나의 액체로 존재하나, 응고 시 일정한 온도에서 액체로부터 두 종류의 금속이 일정한 비율로 동시에 정출되어 나오는 반응은?
① 공정반응
정답입니다공정반응은 한 액상이 일정 온도에서 두 고상으로 동시에 변하는 반응입니다.
② 포정반응
오답입니다포정반응은 액상과 한 고상이 반응하여 새로운 고상 하나를 만듭니다.
③ 편정반응
오답입니다편정반응은 한 액상이 다른 액상과 고상으로 분리되는 반응입니다.
④ 포석반응
오답입니다포석반응은 일반적인 이원합금 불변반응의 명칭이 아닙니다.
정답과 해설 보기
공정반응은 냉각할 때 하나의 액상이 일정 온도에서 서로 다른 두 고상으로 동시에 변하는 L→α＋β 반응입니다. 따라서 ①입니다.
키워드#기계재료#공정반응#불변반응#상태도#정출
① 평기어
오답입니다평기어는 평행축 사이의 동력 전달에 사용합니다.
② 베벨기어
정답입니다베벨기어는 교차하는 두 축 사이에서 운동을 전달하므로 자동차 차동장치에 사용됩니다.
③ 헬리컬기어
오답입니다헬리컬기어는 주로 평행축 또는 엇갈린축에 사용합니다.
④ 웜기어
오답입니다웜기어는 엇갈린축 사이에서 큰 감속비를 얻는 장치입니다.
정답과 해설 보기
자동차 차동장치는 서로 직교하는 축 사이에서 회전을 분배합니다. 피니언과 사이드기어에 원추형 피치면을 갖는 베벨기어를 사용합니다. 따라서 ②입니다.
키워드#기계설계#베벨기어#차동장치#교차축#기어
① 나사의 지름은 수나사에서는 대문자로, 암나사에서는 소문자로 표기한다.
오답입니다수나사의 지름은 소문자, 암나사는 대문자로 표기하는 것이 일반적이므로 반대입니다.
② 피치는 나사가 1회전할 때 축 방향으로 이동하는 거리이다.
오답입니다한 줄 나사에서만 피치와 리드가 같고, 다중나사에서는 리드가 피치의 줄 수 배입니다.
③ 피치가 같으면 한 줄 나사와 다중 나사의 리드(lead)는 같다.
오답입니다피치가 같아도 다중나사의 리드는 줄 수에 따라 커집니다.
④ 나사의 크기를 나타내는 호칭은 수나사의 바깥지름으로 표기한다.
정답입니다나사의 호칭지름은 수나사의 바깥지름을 기준으로 표시합니다.
정답과 해설 보기
나사의 호칭지름은 수나사의 바깥지름입니다. 피치는 인접 나사산 사이 거리이고, 리드는 한 회전의 축방향 이동거리이므로 다중나사에서는 서로 다릅니다. 따라서 옳은 것은 ④입니다.
키워드#기계설계#나사#호칭지름#피치#리드
① Ni-Fe
정답입니다Ni-Fe계 인바는 열팽창계수가 매우 작아 정밀 측정기와 표준자에 적합합니다.
② Cu-Zn
오답입니다황동(Cu-Zn)은 가공성과 내식성은 좋지만 열팽창이 작지 않습니다.
③ Al-Mg
오답입니다Al-Mg 합금은 경량 구조재로 쓰이며 정밀 측정기용 저팽창 합금이 아닙니다.
④ Pb-Sn-Sb
오답입니다Pb-Sn-Sb계 합금은 베어링·저융점 용도이며 열팽창 억제가 주목적이 아닙니다.
정답과 해설 보기
Ni-Fe계 인바는 약 36% Ni 부근에서 열팽창계수가 매우 작습니다. 온도변화에 따른 길이오차가 작아 정밀자와 측정기 부품에 사용됩니다. 따라서 ①입니다.
키워드#기계재료#인바#니켈합금#열팽창계수#측정기재료
① 결합도
정답입니다연삭숫돌 표시에서 결합도는 알파벳으로 나타내며 L이 이에 해당합니다.
② 연삭입자의 종류
오답입니다연삭입자 종류는 A, C, D 등의 앞쪽 기호로 표시합니다.
③ 결합제의 종류
오답입니다결합제는 V, B, R 등의 기호로 표시합니다.
④ 입도지수
오답입니다입도는 숫자로 나타내며 표시의 100이 입도입니다.
정답과 해설 보기
연삭숫돌 표시는 연삭입자-입도-결합도-조직-결합제 순으로 읽습니다. M-D-100-L-75-B에서 L은 알파벳으로 표시된 결합도입니다. 따라서 ①입니다.
키워드#기계공작법#연삭숫돌#결합도#입도#결합제
① 초음파
오답입니다초음파탐상은 내부 결함에서 반사되는 음파를 이용하는 비파괴검사입니다.
② 자성
오답입니다자분탐상은 강자성체의 표면·표면직하 결함을 검출합니다.
③ 방사선
오답입니다방사선투과검사는 X선이나 감마선의 투과량 차이로 내부 결함을 찾습니다.
④ 광탄성
정답입니다광탄성은 투명 모형의 응력분포를 관찰하는 실험응력해석법으로 일반적인 비파괴검사와 거리가 멉니다.
정답과 해설 보기
초음파·자분·방사선 검사는 제품을 파괴하지 않고 결함을 찾는 대표적인 비파괴검사입니다. 광탄성은 주로 투명 모형의 응력분포를 해석하는 방법입니다. 따라서 가장 거리가 먼 것은 ④입니다.
키워드#기계재료#비파괴검사#광탄성#초음파탐상#방사선투과검사
① 냉간가공은 재결정온도 이상에서 가공한다.
오답입니다냉간가공은 재결정온도 이하에서 수행합니다.
② 가공경화는 소성가공 중 재료가 약해지는 현상이다.
오답입니다가공경화는 전위밀도가 증가하여 강도와 경도가 높아지는 현상입니다.
③ 압연시 압하율이 크면 롤 간격에서의 접촉호가 길어지므로 최고 압력이 감소한다.
오답입니다압하율이 커지면 접촉호와 압연하중 및 압력이 대체로 증가합니다.
④ 노칭(notching)은 전단가공의 한 종류이다.
정답입니다노칭은 판재 가장자리에서 일부를 잘라내는 전단가공입니다.
정답과 해설 보기
노칭은 펀치와 다이로 판재 가장자리 일부를 잘라내는 전단가공입니다. 나머지 선택지는 냉간가공·가공경화·압연하중의 관계를 반대로 설명했습니다. 따라서 옳은 것은 ④입니다.
키워드#기계공작법#소성가공#노칭#전단가공#가공경화
① 2
오답입니다선형 탄성에서 변형에너지는 신장량의 제곱에 비례하므로 두 배가 아닙니다.
② 4
정답입니다U＝kδ²/2이므로 신장량이 2배이면 변형에너지는 4배가 됩니다.
③ 8
오답입니다8배는 신장량과 에너지의 제곱 관계에 맞지 않습니다.
④ 16
오답입니다16배가 되려면 신장량이 4배가 되어야 합니다.
정답과 해설 보기
선형 탄성봉에서 P＝kδ이고 변형에너지는 U＝Pδ/2＝kδ²/2입니다. 신장량 δ가 2배가 되면 U는 2²＝4배가 됩니다. 따라서 ②입니다.
P = kδ · U = Pδ2 = kδ22 → δ → 2δ 이면 U → 4U
키워드#재료역학#변형에너지#탄성봉#신장량#후크의법칙
① 인장단면감소율이 0%에 가까워질수록 굽힘 반지름판재 두께의 비율도 0에 접근하게 되고 재료는 완전 굽힘이 된다.
정답입니다인장단면감소율이 0에 가까우면 연성이 없으므로 R/T는 0이 아니라 커지며 완전 굽힘이 어렵습니다.
② 굽힘 반지름판재 두께의 비율이 작은 경우, 폭이 좁은 판재는 측면에 균열이 발생할 수 있다.
오답입니다R/T가 작아 굽힘이 심하면 폭이 좁은 판재의 측면에도 균열이 생길 수 있습니다.
③ 최소굽힘반지름은 T의 배수로 표기되는데, 2T라고 하면 균열이 발생하지 않고 판재를 굽힐 수 있는 최소굽힘반지름이 판재 두께의 2배라는 것을 의미한다.
오답입니다최소굽힘반지름 2T는 균열 없이 가능한 최소 안쪽반지름이 두께의 2배라는 뜻입니다.
④ 굽힘의 바깥 면에 균열이 발생하기 시작하는 한계굽힘반지름을 최소굽힘반지름이라고 한다.
오답입니다바깥 표면에 균열이 시작되는 한계의 안쪽 굽힘반지름을 최소굽힘반지름이라 합니다.
정답과 해설 보기
연성이 작아 인장단면감소율이 0에 가까우면 균열 없이 굽히기 어려워 최소 R/T가 커집니다. 따라서 R/T가 0에 접근해 완전 굽힘이 된다는 ①이 틀립니다.
키워드#기계공작법#굽힘가공#최소굽힘반지름#판재두께#인장단면감소율
① 융합부로부터 멀어져서 아무런 야금학적 변화가 발생하지 않은 부분
오답입니다야금학적 변화가 없는 부분은 열영향부 바깥의 모재입니다.
② 용융점 이하의 온도이지만 금속의 미세조직 변화가 일어난 부분
정답입니다열영향부는 녹지는 않았지만 용접열로 미세조직과 성질이 변한 모재 영역입니다.
③ 높은 온도로 인하여 경계가 뚜렷하며 화학적 조성이 모재 금속과 다른 조직이 생성된 부분
오답입니다열영향부의 화학조성은 원칙적으로 모재와 같으며 경계가 항상 뚜렷한 것도 아닙니다.
④ 용가재 금속과 모재 금속이 액체 상태로 융해되었다가 응고된 부분
오답입니다용가재와 모재가 녹아 응고된 부분은 용접금속 또는 융합부입니다.
정답과 해설 보기
열영향부는 용접금속과 인접한 모재 중 용융되지는 않았지만 열 사이클로 조직과 기계적 성질이 변한 부분입니다. 따라서 ②입니다.
키워드#기계공작법#용접#열영향부#용접금속#미세조직
① 단위시간당 동작유체의 유량이 많다.
오답입니다가스터빈은 연속유동기관이어서 단위시간당 유량이 큽니다.
② 기관중량당 출력이 크다.
오답입니다구조가 단순하고 회전속도가 높아 중량당 출력이 큽니다.
③ 연소가 연속적으로 이루어진다.
오답입니다연소기에서 연료가 연속적으로 연소합니다.
④ 불완전 연소에 의해서 유해성분의 배출이 많다.
정답입니다과잉공기를 사용해 완전연소가 잘 이루어지므로 불완전연소 유해성분이 많다는 설명은 부적절합니다.
정답과 해설 보기
가스터빈은 연속연소와 큰 공기유량으로 중량당 출력이 큽니다. 일반적으로 과잉공기를 사용하여 불완전연소 성분이 많다고 할 수 없으므로 ④가 옳지 않습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.
키워드#내연기관#가스터빈#연속연소#중량당출력#과잉공기
① 스테다이트(steadite)를 형성하여 주철의 경도를 낮춘다.
오답입니다인은 단단하고 취성인 스테다이트를 형성하여 경도를 높입니다.
② 공정온도와 공석온도를 상승시킨다.
오답입니다인은 철-탄소계의 공정 및 공석 변태온도를 높인다고 보기 어렵습니다.
③ 주철의 융점을 낮추어 유동성을 양호하게 한다.
정답입니다인은 주철의 융점을 낮추고 용탕의 유동성을 향상시킵니다.
④ 1wt% 이상 사용할 때 경도는 상승하지만 인성은 감소한다.
오답입니다인은 보통 소량 첨가하며 1 wt% 이상 사용한다는 설명은 일반적이지 않습니다.
정답과 해설 보기
주철의 인은 융점을 낮추고 유동성을 높여 복잡한 형상의 주조성을 개선합니다. 다만 스테다이트를 만들어 취성을 증가시키므로 함량을 제한합니다. 따라서 옳은 것은 ③입니다.
키워드#기계재료#주철#인#스테다이트#유동성
변형이 일어나지 않는 튼튼한 벽 사이에 길이 L은 50mm이고 지름 d는 20mm인 강철봉이 고정되어 있다. 온도를 10°C에서 60°C로 가열하는 경우 봉에 발생하는 열응력[MPa]은? (단, 선팽창계수는 12×10⁻⁶/°C, 봉 재료의 항복응력은 500MPa이고 탄성 계수 E는 200GPa이다)
① −60
오답입니다완전 구속된 열팽창 응력은 길이와 지름에 무관하며 -60 MPa가 아닙니다.
② −120
정답입니다σ＝-EαΔT＝-(200 GPa)(12×10⁻⁶/℃)(50 ℃)＝-120 MPa입니다.
③ −240
오답입니다-240 MPa는 온도변화 또는 계수를 두 배로 적용한 값입니다.
④ −480
오답입니다-480 MPa는 계산값과 다르며 주어진 탄성범위에서도 해당하지 않습니다.
정답과 해설 보기
완전 구속봉의 열변형률 αΔT가 탄성변형으로 억제되므로 σ＝-EαΔT입니다. 계산값은 -120 MPa이며 항복응력 500 MPa보다 작아 탄성식이 유효합니다. 따라서 ②입니다.
σ = −EαΔT = −(200 × 103 MPa)(12 × 10−6/°C)(50°C) = −120 MPa
키워드#재료역학#열응력#구속봉#선팽창계수#탄성계수
① 유압 펌프는 전기적 에너지를 유압 에너지로 변환시킨다.
정답입니다유압펌프는 원동기의 기계적 에너지를 유압에너지로 바꾸므로 전기에너지를 직접 변환한다는 표현은 틀립니다.
② 유압 실린더는 유압 에너지를 기계적 에너지로 변환시킨다.
오답입니다유압실린더는 압력에너지를 직선운동의 기계에너지로 바꿉니다.
③ 유압 모터는 유압 에너지를 기계적 에너지로 변환시킨다.
오답입니다유압모터는 유압에너지를 회전운동의 기계에너지로 바꿉니다.
④ 축압기는 유압 에너지의 보조원으로 사용할 수 있다.
오답입니다축압기는 압력유체를 저장하여 순간 유량 보충과 비상동력원으로 사용합니다.
정답과 해설 보기
유압펌프는 모터나 엔진에서 받은 기계적 동력을 압력과 유량의 유압에너지로 변환합니다. 전기에너지를 직접 변환한다고 한 ①이 틀립니다. 따라서 옳지 않은 것은 ①입니다.
키워드#유압기기#유압장치#유압펌프#유압모터#축압기
① 금속 산화물이 알루미늄에 의하여 산소를 빼앗기는 반응을 이용한 용접이다.
오답입니다테르밋 반응은 알루미늄이 금속 산화물에서 산소를 빼앗는 강한 발열반응입니다.
② 레일의 접합, 차축, 선박의 선미 프레임 등 비교적 큰 단면을 가진 주조나 단조품의 맞대기 용접과 보수 용접에 사용된다.
오답입니다큰 단면 부품과 레일의 맞대기·보수 용접에 적합합니다.
③ 설비가 간단하여 설치비가 적게 들지만 용접변형이 크고 용접시간이 많이 걸린다.
정답입니다현장에서 설비는 간단하고 별도 전원이 필요 없으며 용접시간도 비교적 짧으므로 이 설명이 틀립니다.
④ 알루미늄 분말과 산화철 분말의 혼합반응으로 발생하는 열로 접합하는 용접법이다.
오답입니다알루미늄 분말과 산화철 분말의 반응열 및 생성 용철을 이용합니다.
정답과 해설 보기
테르밋용접은 반응 자체가 매우 고온이고 생성 용철을 바로 이음부에 부어 접합하므로 현장 설비가 간단하고 작업시간도 비교적 짧습니다. 따라서 ③이 옳지 않습니다.
키워드#기계공작법#테르밋용접#알루미늄분말#산화철#레일접합
① 최대 주응력설
정답입니다취성재료는 소성변형이 작고 최대 인장 주응력이 한계에 이르면 분리 파손하므로 최대주응력설과 잘 맞습니다.
② 최대 전단응력설
오답입니다최대전단응력설은 연성재료의 항복 예측에 주로 사용합니다.
③ 총 변형 에너지설
오답입니다총변형에너지설은 체적변형에너지까지 포함하여 실제 항복과 잘 맞지 않습니다.
④ 전단 변형 에너지설
오답입니다전단변형에너지설은 연성재료의 항복을 잘 설명하는 폰 미제스 이론입니다.
정답과 해설 보기
취성재료는 균열면에 수직인 최대 인장 주응력이 재료의 인장강도에 도달할 때 분리 파손한다고 봅니다. 이를 설명하는 이론이 최대주응력설입니다. 따라서 ①입니다.
키워드#재료역학#최대주응력설#취성재료#분리파손#파손이론
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