2014년 서울시 9급 기계일반 A책형 기출문제 풀이
2014 9급 서울시 기계일반 A책형
금속재료의 열처리에 대한 설명이다. 다음 내용 중 옳지 않은 것은?
① 풀림(annealing)을 하면 가공경화나 내부응력을 제거할 수 있다.
오답입니다 풀림은 가공경화와 잔류응력을 없애 재료를 연화시키는 열처리입니다.
② 담금질(quenching)을 하면 강도는 올라가고, 경도는 하락한다.
정답입니다 담금질은 마텐자이트를 만들어 강도와 경도를 함께 올립니다.
③ 불림(normalizing)은 조직을 표준화 시킨다.
오답입니다 불림은 조직을 미세·균일하게 만든 표준조직을 얻는 열처리입니다.
④ 강의 탄소함유량을 측정할 때 불림(normalizing)을 이용한다.
오답입니다 불림으로 얻은 표준조직의 펄라이트 양으로 탄소량을 가늠합니다.
⑤ 담금질(quenching)은 가열온도를 변태점보다 30~50도 높게 한다.
오답입니다 담금질은 A₃(또는 A₁)점보다 30~50 ℃ 높게 가열합니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 담금질(quenching)을 하면 강도는 올라가고, 경도는 하락한다.
담금질은 오스테나이트 상태에서 급랭해 마텐자이트 조직을 얻는 열처리이므로 강도와 경도가 모두 크게 올라가고 대신 인성과 연성이 떨어집니다. 경도가 하락한다고 한 ②만 방향이 반대이고, 풀림의 연화·응력제거, 불림의 조직 표준화, 변태점보다 30~50 ℃ 높은 가열온도는 모두 맞는 설명입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계재료 # 열처리 # 담금질 # 풀림 # 불림 # 마텐자이트
기계요소 중 축(shaft) 관련 설명들이다. 다음 내용 중 옳지 않은 것은?
① 일반축에는 주로 탄소강, 고속/고하중에는 특수강을 사용한다.
오답입니다 보통 축은 탄소강(SM45C 등), 고속·고하중 축은 특수강을 씁니다.
② 축은 고속회전에 사용되므로 피로파괴를 고려해야 한다.
오답입니다 회전축은 반복 굽힘을 받으므로 피로강도로 설계해야 합니다.
③ 축은 처짐과 비틀림 등으로 위험한 임계속도가 있다.
오답입니다 고유진동수와 회전수가 일치하는 위험속도(임계속도)가 존재합니다.
④ 축설계시 비틀림각을 제한하기 위해 인장강도를 계산한다.
정답입니다 비틀림각은 강성 문제이므로 가로탄성계수 G로 따져야 합니다.
⑤ 전동축은 주로 비틀림 모멘트를 많이 받으나, 굽힘 모멘트도 작용한다.
오답입니다 전동축은 비틀림이 주가 되지만 벨트·기어 반력으로 굽힘도 받습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 축설계시 비틀림각을 제한하기 위해 인장강도를 계산한다.
축의 비틀림각은 θ = TL/(G) 로 가로탄성계수 G와 극단면2차모멘트 가 결정하는 강성 문제입니다. 인장강도는 파단에 대한 강도 기준이지 변형량을 제한하는 값이 아니므로 비틀림각 제한 설계에는 쓰이지 않습니다. 나머지 재질 선정, 피로파괴 고려, 위험속도, 전동축의 하중 상태는 모두 옳은 설명입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 축설계 # 비틀림각 # 가로탄성계수 # 위험속도 # 피로파괴
테일러의 공구수명방정식으로 옳은 것은?
① 유동형칩 발생과 공구수명의 관계식
오답입니다 칩의 형태는 공구수명방정식에 직접 들어가지 않습니다.
② 가공물의 경도와 공구수명의 관계식
오답입니다 가공물 경도는 상수 C에 영향을 줄 뿐 변수가 아닙니다.
③ 절삭깊이와 공구수명과의 관계식
오답입니다 절삭깊이는 확장식에서 지수가 가장 작은 부차 변수입니다.
④ 절삭속도와 공구수명과의 관계식
정답입니다 VTⁿ = C 로 절삭속도 V와 공구수명 T를 직접 연결한 식입니다.
⑤ 이송속도와 공구수명과의 관계식
오답입니다 이송은 확장식에 들어가지만 기본형에는 포함되지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 절삭속도와 공구수명과의 관계식
테일러의 공구수명방정식은 VTⁿ = C 로, 절삭속도 V와 공구수명 T의 관계를 나타냅니다. n은 공구재종에 따른 지수(고속도강 0.1 내외, 초경 0.2 내외)이고 C는 공작물·공구 조합으로 정해지는 상수입니다. 즉 절삭속도를 올리면 공구수명이 급격히 짧아진다는 것을 표현한 식입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계공작법 # 테일러공구수명식 # 절삭속도 # 공구수명 # 절삭조건
동력과 에너지 관련된 설명들이다. 다음 내용 중 옳지 않은 것은?
① 댐은 물의 위치에너지를 전기에너지로 변환한다.
오답입니다 수력발전은 저수된 물의 위치에너지를 전기에너지로 바꿉니다.
② 보일러는 연소에 의한 열에너지를 이용한다.
오답입니다 보일러는 연료의 연소열로 물을 증기로 만드는 장치입니다.
③ 원자로는 고온, 고압의 물로 직접 터빈을 회전시킨다.
정답입니다 노심의 고온·고압수가 아니라 증기가 터빈을 돌립니다.
④ 내연기관은 연소에 의한 압력에너지를 운동에너지로 변환한다.
오답입니다 내연기관은 연소가스의 압력을 피스톤 운동으로 바꿉니다.
⑤ 화력발전소는 열에 의한 증기에너지를 이용한다.
오답입니다 화력발전은 연소열로 만든 고온고압 증기로 터빈을 돌립니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 원자로는 고온, 고압의 물로 직접 터빈을 회전시킨다.
원자력발전에서 노심을 지난 고온·고압의 물은 그대로 터빈으로 가지 않습니다. 가압경수로는 증기발생기에서 2차측 물을 증기로 바꾸어 그 증기가 터빈을 돌리고, 비등수형 원자로도 노심에서 발생한 증기가 터빈을 돌립니다. 즉 터빈을 회전시키는 작동유체는 물이 아니라 증기이므로 ③의 설명이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 열역학 # 동력발생장치 # 원자력발전 # 증기발생기 # 에너지변환
구멍 가공을 위하여 드릴을 사용하는데, 이러한 드릴의 날끝각에 대한 설명 중에서 옳지 않은 것은?
① 드릴의 날끝각은 가공물의 재질에 따라 다르다.
오답입니다 연강·주철·알루미늄 등 재질에 따라 표준 날끝각이 달라집니다.
② 드릴의 날끝각은 일반적으로 118° 이다.
오답입니다 일반 트위스트 드릴의 표준 날끝각은 118°입니다.
③ 경도가 높을수록 날끝각은 작게 한다.
정답입니다 단단한 재료일수록 날끝을 튼튼하게 크게(118~135°) 잡습니다.
④ 드릴 날의 길이는 가공에 영향을 미친다.
오답입니다 두 절삭날의 길이가 다르면 구멍이 커지거나 편심이 생깁니다.
⑤ 드릴 중심축에 대한 각이 다르면 안된다.
오답입니다 중심축에 대해 좌우 날의 각이 같아야 절삭이 균등해집니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 경도가 높을수록 날끝각은 작게 한다.
드릴의 날끝각(선단각)은 표준이 118°이며, 재질에 따라 조정합니다. 경도가 높고 단단한 재료는 날끝이 쉽게 손상되므로 날끝각을 크게(118~135°) 하여 인선을 두껍게 하고, 알루미늄·황동처럼 연한 재료는 90~118°로 작게 잡습니다. 경도가 높을수록 날끝각을 작게 한다는 ③은 방향이 반대입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계공작법 # 드릴링 # 날끝각 # 선단각 # 절삭공구
압연 가공에 대한 설명 중에서 옳은 것은?
① 압연은 주조 조직을 파괴하고, 기포를 압착하여 우수한 재질이 되게 한다.
정답입니다 주조 시 생긴 조대한 조직과 기공을 압착해 조직을 치밀하게 합니다.
② 압연의 주목적은 재료의 두께를 증가시키기 위한 것이다.
오답입니다 압연의 목적은 두께를 줄여 판재·형재를 만드는 것입니다.
③ 압연에 의하여 폭은 약간 줄어든다.
오답입니다 길이 방향으로 늘어나면서 폭은 오히려 약간 퍼집니다.
④ 열간 압연은 냉간 압연에 비하여 표면이 매끈하고 깨끗하다.
오답입니다 표면이 매끈하고 치수정밀도가 좋은 쪽은 냉간압연입니다.
⑤ 냉간 압연은 열간 압연에 비하여 재료의 강도가 낮아진다.
오답입니다 냉간압연은 가공경화 때문에 강도와 경도가 올라갑니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 압연은 주조 조직을 파괴하고, 기포를 압착하여 우수한 재질이 되게 한다.
압연은 회전하는 두 롤 사이로 소재를 통과시켜 두께를 줄이는 소성가공으로, 주조에서 생긴 조대한 주상정 조직을 파괴하고 내부 기공·기포를 압착해 조직을 치밀하게 만듭니다. 두께는 줄고 폭은 약간 퍼지며(퍼짐), 표면과 치수정밀도는 냉간압연이 우수하고 냉간압연재는 가공경화로 강도가 높아집니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 소성가공 # 압연 # 냉간가공 # 열간가공 # 가공경화
다음의 비철금속에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 구리는 열 및 전기 전도율이 좋으나, 기계적인 강도는 낮다.
오답입니다 구리는 전기·열전도율이 뛰어나지만 강도는 낮은 편입니다.
② 티타늄은 알루미늄보다 가벼워 항공재료로 사용된다.
정답입니다 티타늄의 비중은 4.5로 알루미늄 2.7보다 훨씬 무겁습니다.
③ 알루미늄은 가벼운 것이 특징이며, 가공이 용이하다.
오답입니다 알루미늄은 비중 2.7의 경금속이며 가공성이 좋습니다.
④ 니켈은 산화피막에 의해서 내부식성이 우수하다.
오답입니다 니켈은 치밀한 부동태 산화피막을 만들어 내식성이 좋습니다.
⑤ 알루미나는 내부식성을 증가시킨다.
오답입니다 알루미늄 표면의 알루미나 피막이 내부식성을 높여 줍니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 티타늄은 알루미늄보다 가벼워 항공재료로 사용된다.
티타늄의 비중은 약 4.5로 알루미늄의 2.7보다 크므로 알루미늄보다 가볍지 않습니다. 다만 비강도(강도/비중)가 매우 높고 내식성이 뛰어나 항공·화학플랜트 재료로 쓰이는 것이므로, “가벼워서” 쓴다고 한 ②의 설명이 옳지 않습니다. 구리의 전도성, 알루미늄의 경량성, 니켈과 알루미나 피막의 내식성은 모두 맞는 설명입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계재료 # 비철금속 # 티타늄 # 알루미늄 # 비강도 # 내식성
유체기계를 운전할 때 송출량 및 압력이 주기적으로 변화하는 현상(진동을 일으키고 숨을 쉬는 것과 같은 현상)으로 옳은 것은?
① 공동현상(cavitation)
오답입니다 공동현상은 국부압력이 포화증기압 이하로 떨어져 기포가 생기는 현상입니다.
② 노킹현상(knocking)
오답입니다 노킹은 내연기관에서 비정상 연소로 이상폭발이 일어나는 현상입니다.
③ 서징현상(surging)
정답입니다 송출량과 압력이 주기적으로 진동하는 맥동 현상이 서징입니다.
④ 난류현상
오답입니다 난류는 유체입자가 불규칙하게 섞여 흐르는 유동 형태입니다.
⑤ 관성현상
오답입니다 관성현상은 유체기계의 이상현상 명칭이 아닙니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 서징현상(surging)
서징(surging)은 펌프나 송풍기를 우상향 특성곡선 구간에서 운전할 때 송출량과 토출압력이 주기적으로 크게 오르내리며 진동과 소음을 일으키는 현상으로, 기계가 숨을 쉬는 것 같다고 하여 맥동현상이라고도 합니다. 기포 발생·소멸로 침식을 일으키는 공동현상과는 구분됩니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 유체역학 # 서징현상 # 맥동현상 # 공동현상 # 펌프이상현상
두께 10mm, 폭 130mm인 강판을 V형 맞대기 용접이음 하고자 한다. 이음효율 =1.0으로 가정하면 인장력은 얼마까지 허용 가능한가? (단, 판의 최저 인장 강도는 40kgf/mm2이고, 안전율은 2로 한다.)
① 10000kgf
오답입니다 허용응력을 약 7.7 kgf/mm²로 잡아야 나오는 값입니다.
② 13000kgf
오답입니다 단면적을 절반인 650 mm²로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
③ 26000kgf
정답입니다 = 40/2 = 20 kgf/mm², P = 20 × 1300 = 26,000 kgf입니다.
④ 34000kgf
오답입니다 허용응력을 약 26.2 kgf/mm²로 잡아야 나오는 값입니다.
⑤ 52000kgf
오답입니다 안전율 2를 나누지 않고 인장강도를 그대로 쓴 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 26000kgf
맞대기 용접이음의 목두께는 판 두께와 같고 이음효율이 1.0이므로 유효 단면적은 A = 10 mm × 130 mm = 1,300 mm²입니다. 허용응력은 = /S = 40/2 = 20 kgf/mm²(약 196 N/mm²)이므로 허용 인장력은 P = ·A = 20 × 1,300 = 26,000 kgf(약 255 kN)입니다. 따라서 ③입니다.
※ 인장강도 40 kgf/mm²는 SI로 약 392 N/mm²(392 MPa)에 해당합니다.
키워드 # 기계요소설계 # 용접이음 # 맞대기용접 # 허용응력 # 안전율 # 이음효율
절삭가공에서 절삭온도와 공구의 경도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 전단면에서 전단소성변형에 의한 열이 발생한다.
오답입니다 전단면에서의 소성변형이 절삭열의 가장 큰 발생원입니다.
② 공구의 온도가 상승하면 공구재료는 경화한다.
정답입니다 온도가 오르면 공구는 경화가 아니라 연화(적열연화)합니다.
③ 칩과 공구 윗면과의 사이에 마찰열이 발생한다.
오답입니다 칩이 공구 경사면을 미끄러지며 마찰열이 생깁니다.
④ 공구의 온도가 상승하면 공구의 수명이 단축된다.
오답입니다 고온에서 공구가 연화·마모되어 수명이 짧아집니다.
⑤ 절삭열은 칩, 공구, 공작물에 축적된다.
오답입니다 절삭열은 칩·공구·공작물과 절삭유로 나뉘어 빠져나갑니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 공구의 온도가 상승하면 공구재료는 경화한다.
절삭열은 전단면의 소성변형열, 칩과 공구 경사면 사이의 마찰열, 공구 여유면과 공작물 사이의 마찰열에서 발생하며 칩·공구·공작물로 나뉘어 축적됩니다. 온도가 올라가면 공구재료는 경도가 떨어지는 적열연화 현상을 일으켜 마모가 빨라지고 수명이 줄어듭니다. 공구가 경화한다고 한 ②의 설명이 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계공작법 # 절삭온도 # 절삭열 # 공구마모 # 적열연화
연삭가공에서 연삭비로 옳은 것은?
① 단위체적의 숫돌마멸에 대한 제거된 재료체적
정답입니다 연삭비 = 제거된 공작물 체적 ÷ 소모된 숫돌 체적입니다.
② 연삭숫돌의 속도에 대한 공작물의 속도
오답입니다 숫돌속도와 공작물속도의 비는 연삭비가 아닙니다.
③ 연삭깊이와 연삭숫돌의 초당 회전속도 비율
오답입니다 연삭깊이와 회전속도의 비는 정의에 없는 값입니다.
④ 연삭숫돌의 체적에 대한 공극 비율
오답입니다 숫돌 체적 대비 공극 비율은 조직(structure)에 관한 개념입니다.
⑤ 숫돌의 경도와 입자의 크기 비율
오답입니다 숫돌의 경도와 입도는 숫돌의 구성요소이지 연삭비가 아닙니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 단위체적의 숫돌마멸에 대한 제거된 재료체적
연삭비(grinding ratio, G)는 숫돌이 닳은 체적 대비 깎아낸 공작물의 체적, 즉 G = 제거된 공작물의 체적 / 소모된 숫돌의 체적 으로 정의합니다. 연삭비가 클수록 숫돌은 덜 닳으면서 많은 양을 깎아내므로 연삭 능률이 좋다는 뜻입니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계공작법 # 연삭가공 # 연삭비 # 숫돌마멸 # 가공능률
기계요소에 하중이 집중적으로 작용하면 응력집중이 발생하여 기계요소의 파단 원인이 된다. 다음 중 응력집중에 대한 경감 대책으로 옳은 것은?
① 단이 진 부분의 필릿(fillet) 반지름을 되도록 크게 한다.
정답입니다 필릿 반지름이 클수록 응력집중계수가 작아집니다.
② 재료내의 응력 흐름을 밀집되게 한다.
오답입니다 응력 흐름은 밀집시키지 말고 넓게 분산시켜야 합니다.
③ 단면 변화 부분에 열처리를 하여 부분적으로 부드럽게 한다.
오답입니다 단면변화부는 숏피닝·표면압연 등으로 강화해야지 연화시키는 것이 아닙니다.
④ 단면 변화 부분에 보강재를 대면 안된다.
오답입니다 보강재를 대는 것은 오히려 대표적인 경감 대책입니다.
⑤ 단면 변화를 명확하게 하여 준다.
오답입니다 단면 변화는 명확하게가 아니라 완만하게 해야 합니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 단이 진 부분의 필릿(fillet) 반지름을 되도록 크게 한다.
응력집중은 단면이 급격히 바뀌는 곳에서 응력선이 좁게 몰려 생기므로, 완화하려면 형상 변화를 완만하게 해 응력 흐름을 분산시켜야 합니다. 단이 진 부분의 필릿 반지름을 크게 하면 응력집중계수가 뚜렷하게 낮아지므로 ①이 옳은 대책입니다. 나머지는 응력을 밀집시키거나 단면 변화를 급격하게 만들어 오히려 응력집중을 키웁니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 응력집중 # 응력집중계수 # 필릿 # 단면변화
기계요소의 하나인 리벳을 이용하여 부재를 연결하는 리벳 이음 작업 중에 코킹을 하는 이유로 적합한 것은?
① 강판의 강도를 향상시키기 위하여
오답입니다 코킹은 강판 자체의 강도를 올려 주지 못합니다.
② 패킹 재료를 용이하게 끼우기 위하여
오답입니다 리벳 이음의 코킹은 패킹을 끼우는 작업과 무관합니다.
③ 리벳 구멍의 가공을 용이하게 하기 위하여
오답입니다 리벳 구멍은 코킹 전에 이미 뚫려 있는 상태입니다.
④ 강판의 가공을 용이하게 하기 위하여
오답입니다 코킹은 판재 가공을 쉽게 하려는 작업이 아닙니다.
⑤ 강판의 기밀성을 향상시키기 위하여
정답입니다 판 끝을 때려 밀착시켜 유체가 새지 않게 하는 작업입니다.
정답과 해설 보기
정답 ⑤ 강판의 기밀성을 향상시키기 위하여
코킹(caulking)은 리벳 이음을 마친 뒤 코킹 정으로 강판의 가장자리와 리벳 머리 둘레를 때려서 틈을 메우는 작업으로, 목적은 유체가 새지 않도록 기밀·수밀을 확보하는 데 있습니다. 판 끝을 넓게 때려 밀착시키는 플러링(fullering)도 같은 목적의 후속 작업이며, 보통 판 두께가 5 mm 이상일 때 시행합니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 리벳이음 # 코킹 # 플러링 # 기밀유지
보의 길이가 인 외팔보에 단위길이당 균일등분포하중 가 작용할 때, 외팔보에 작용하는 최대 굽힘 모멘트로 옳은 것은?
①
오답입니다 wl은 전체 하중의 크기이지 모멘트가 아닙니다.
②
오답입니다 단순보 중앙의 최대 모멘트 wl²/8과도 다른 값입니다.
③
오답입니다 wl/2는 단순보의 지점 반력에 해당하는 값입니다.
④
오답입니다 분포하중의 합력 위치를 l/3로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
⑤
정답입니다 합력 wl이 고정단에서 l/2 떨어진 곳에 작용해 wl²/2가 됩니다.
정답과 해설 보기
정답 ⑤ wl²/2
외팔보에 등분포하중 w가 전 길이 l에 걸쳐 작용하면 합력은 W = wl이고, 그 작용점은 보의 중앙, 즉 고정단에서 l/2 떨어진 곳입니다. 최대 굽힘모멘트는 고정단에서 생기므로 = wl × (l/2) = wl²/2입니다. 참고로 같은 하중을 받는 단순보의 최대 굽힘모멘트는 wl²/8입니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 재료역학 # 외팔보 # 등분포하중 # 굽힘모멘트 # 고정단
다음 중 가솔린기관과 비교하여 디젤기관의 장점이 아닌 것은?
① 압축비가 높아 열효율이 좋다.
오답입니다 디젤은 압축비가 15~22로 높아 이론 열효율이 좋습니다.
② 연료비가 싸다.
오답입니다 경유는 휘발유보다 값이 싸고 연료소비율도 낮습니다.
③ 점화장치, 기화장치 등이 없어 고장이 적다.
오답입니다 압축착화이므로 점화플러그와 기화기가 필요 없습니다.
④ 저속에서 큰 회전력을 발생한다.
오답입니다 행정이 길고 토크가 커 저속 회전력이 우수합니다.
⑤ 압축압력이 작음으로 안전하다.
정답입니다 디젤은 압축압력이 오히려 높아 기관이 무겁고 진동이 큽니다.
정답과 해설 보기
정답 ⑤ 압축압력이 작음으로 안전하다.
디젤기관은 공기만을 높은 압축비로 압축해 자연발화 온도까지 올린 뒤 연료를 분사하는 압축착화 기관입니다. 따라서 압축압력과 최고 폭발압력이 가솔린기관보다 훨씬 높고, 이를 견디려면 기관 각부를 튼튼하게 만들어야 하므로 중량이 무겁고 진동·소음이 큰 것이 단점입니다. 압축압력이 작아 안전하다는 ⑤는 디젤기관의 장점이 될 수 없습니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 열역학 # 디젤기관 # 압축착화 # 압축비 # 열효율
다음 중 초음파가공과 관련한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 상하방향으로 초음파 진동하는 공구를 사용한다.
오답입니다 공구(혼)가 상하로 초음파 진동하며 입자를 두드립니다.
② 진동자는 20kHz 이상으로 진동한다.
오답입니다 초음파가공의 진동자는 보통 20~30 kHz로 진동시켜 사용합니다.
③ 가공액에 함유된 연마입자가 공작물과 충돌에 의해 가공된다.
오답입니다 가공액 속 연마입자가 공작물을 미세하게 깨뜨려 제거합니다.
④ 연마입자는 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소 등이 사용된다.
오답입니다 알루미나, 탄화규소, 탄화붕소 등 경질 입자를 씁니다.
⑤ 연질재료의 다듬질 가공에 적합한 가공이다.
정답입니다 초음파가공은 유리·세라믹 같은 경질·취성재에 적합합니다.
정답과 해설 보기
정답 ⑤ 연질재료의 다듬질 가공에 적합한 가공이다.
초음파가공은 20 kHz 내외로 진동하는 공구와 공작물 사이에 연마입자가 섞인 가공액을 넣고 입자가 공작물 표면을 두드려 미세하게 깨뜨려 내는 가공법입니다. 재료를 깨뜨려 제거하는 원리이므로 유리, 세라믹, 수정, 보석, 초경합금처럼 단단하고 취성이 큰 재료에 적합하며, 연질재료는 입자가 파고들어 오히려 가공이 어렵습니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 기계공작법 # 초음파가공 # 특수가공 # 연마입자 # 취성재료
지면을 절삭하여 평활하게 다듬고자 한다. 다음 중 표면작업 장비로 가장 적합한 것은?
① 그레이더(grader)
정답입니다 블레이드로 지면을 얇게 깎아 평활하게 고르는 정지 장비입니다.
② 스크레이퍼(scraper)
오답입니다 스크레이퍼는 흙을 굴착해 적재·운반·사토하는 장비입니다.
③ 도우저(dozer)
오답입니다 도우저는 배토판으로 흙을 밀어 옮기는 장비입니다.
④ 굴삭기
오답입니다 굴삭기는 버킷으로 땅을 파내는 굴착 장비입니다.
⑤ 타이어 롤러(tire roller)
오답입니다 타이어 롤러는 다짐(전압) 장비로 절삭 기능이 없습니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 그레이더(grader)
그레이더는 차체 아래에 붙은 긴 블레이드(배토판)의 높이와 각도를 조절하여 지면을 얇게 절삭하면서 평평하게 다듬는 정지(整地)·표면마무리 전용 장비입니다. 도로 노반 고르기, 비탈면 다듬기, 측구 파기 등에 쓰이며 굴착(굴삭기), 운반(스크레이퍼), 밀어내기(도우저), 다짐(롤러)과는 역할이 다릅니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계공작법 # 건설기계 # 그레이더 # 정지작업 # 표면마무리
탄소 함유량이 0.77%인 강을 오스테나이트 구역으로 가열한 후 공석변태온도 이하로 냉각시킬 때, 페라이트와 시멘타이트의 조직이 층상으로 나타나는 조직으로 옳은 것은?
① 오스테나이트(austenite) 조직
오답입니다 오스테나이트는 공석변태 전 고온의 면심입방 조직입니다.
② 베이나이트(bainite) 조직
오답입니다 베이나이트는 항온변태로 얻는 침상 조직입니다.
③ 마르텐사이트(martensite) 조직
오답입니다 마르텐사이트는 급랭으로 얻는 무확산 침상 조직입니다.
④ 퍼얼라이트(pearlite) 조직
정답입니다 페라이트와 시멘타이트가 층상으로 겹친 공석조직입니다.
⑤ 레데뷰라이트(ledeburite) 조직
오답입니다 레데뷰라이트는 탄소 4.3 %의 공정조직입니다.
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정답 ④ 퍼얼라이트(pearlite) 조직
탄소 0.77 %는 공석조성으로, 오스테나이트 구역에서 가열한 뒤 공석변태온도(A₁, 723 ℃) 이하로 서서히 냉각하면 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 동시에 분해됩니다. 이때 두 상이 얇은 층으로 번갈아 겹친 층상 조직이 생기는데 이것이 펄라이트입니다. 급랭하면 마르텐사이트, 항온변태시키면 베이나이트가 되어 층상 조직이 나타나지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계재료 # 철탄소평형상태도 # 공석변태 # 펄라이트 # 시멘타이트
회주철의 부족한 연성을 개선하기 위해 용탕에 직접 첨가물을 넣음으로써 흑연을 둥근 방울형태로 만들 수 있다. 이와 같이 흑연이 구상으로 되는 구상흑연주철을 만들기 위해 첨가하는 원소로서 가장 적합한 것은 어느 것인가?
① P
오답입니다 P(인)은 주철의 유동성을 높이지만 취성을 키웁니다.
② Mn
오답입니다 Mn(망간)은 황을 제거하고 강도를 올리는 원소입니다.
③ Si
오답입니다 Si(규소)는 흑연화를 촉진해 편상 흑연을 만듭니다.
④ C
오답입니다 C(탄소)는 흑연의 재료 자체이지 구상화제가 아닙니다.
⑤ Mg
정답입니다 Mg(마그네슘)이 대표적인 흑연 구상화 첨가제입니다.
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정답 ⑤ Mg
회주철은 편상(片狀) 흑연이 노치처럼 작용해 연성과 인성이 매우 낮습니다. 용탕에 마그네슘(Mg)이나 세륨(Ce), Mg-Ni 합금 등을 첨가하면 흑연이 둥근 방울 모양으로 정출되어 노치 효과가 사라지고 강도와 연성이 크게 좋아지는데, 이것이 구상흑연주철(덕타일 주철)입니다. 가장 널리 쓰이는 구상화제는 마그네슘입니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 기계재료 # 주철 # 구상흑연주철 # 흑연구상화 # 마그네슘
나사에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 미터 가는나사는 진동이 있는 경우에 유리하다.
오답입니다 가는나사는 피치가 작아 풀림에 강해 진동부에 유리합니다.
② 다중나사는 회전에 의한 이동거리를 크게 한다.
오답입니다 다줄나사는 한 바퀴에 줄수×피치만큼 이동합니다.
③ 톱니나사는 한 방향으로 큰 힘을 전달할 때 사용된다.
오답입니다 톱니나사는 한쪽 방향의 큰 축하중 전달에 적합합니다.
④ M4는 수나사의 유효지름이 4mm 이다.
정답입니다 M4의 4 mm는 유효지름이 아니라 수나사의 바깥지름입니다.
⑤ 줄수가 2이면, 리드는 피치의 2배가 된다.
오답입니다 리드 L = 줄수 n × 피치 p이므로 2줄이면 2p입니다.
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정답 ④ M4는 수나사의 유효지름이 4mm 이다.
미터보통나사 M4에서 숫자 4는 호칭지름, 즉 수나사의 바깥지름(외경)이 4 mm라는 뜻입니다. 유효지름은 나사산과 골의 폭이 같아지는 가상 원통의 지름으로 바깥지름보다 작으며, M4(피치 0.7 mm)의 유효지름은 약 3.545 mm입니다. 가는나사의 진동 저항, 다줄나사의 이동거리, 톱니나사의 용도, 리드와 피치의 관계는 모두 옳습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 나사 # 호칭지름 # 유효지름 # 리드 # 다줄나사
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