2016년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이
2016년 국가직 9급 기계일반
① 평 키
오답입니다평키는 묻힘키의 대표 형상이지만 문제는 설치방식에 따른 명칭을 묻습니다.
② 안장 키
오답입니다안장키는 축에 홈을 파지 않고 마찰로 전달해 작은 토크용입니다.
③ 접선 키
오답입니다접선키는 두 키를 축 원주 접선방향으로 배치해 큰 충격·역회전에 씁니다.
④ 묻힘 키
정답입니다묻힘키는 축과 보스 양쪽에 키홈을 파서 끼우므로 정확하고 큰 토크를 전달할 수 있습니다.
정답과 해설 보기
묻힘키는 축과 허브 양쪽에 키홈을 파고 키를 절반씩 묻어 전단과 면압으로 큰 토크를 전달합니다. 정밀도가 높고 벨트풀리·기어·커플링 체결에 가장 널리 쓰입니다. 따라서 설명에 맞는 것은 ④입니다.
키워드#기계설계#키#묻힘키#축허브결합#동력전달
① 블록 브레이크
오답입니다블록 브레이크는 회전체 외주에 반경방향으로 블록을 누릅니다.
② 밴드 브레이크
오답입니다밴드 브레이크는 드럼 외주를 띠로 조입니다.
③ 드럼 브레이크
오답입니다드럼 브레이크는 슈가 드럼 내면으로 벌어집니다.
④ 디스크 브레이크
정답입니다디스크브레이크는 원판 양면의 패드를 축 방향으로 눌러 마찰토크를 만듭니다.
정답과 해설 보기
디스크 브레이크는 회전축에 고정된 원판의 양면을 패드가 축방향으로 압착해 마찰토크를 만듭니다. 열 방출과 응답이 좋습니다. 따라서 축 방향 힘으로 제동한다는 ④가 정답입니다.
키워드#기계설계#브레이크#축압브레이크#디스크브레이크#마찰제동
① 프란시스 수차는 반동수차이다.
오답입니다프란시스는 반동수차의 일종입니다.
② 프란시스 수차에서 안내깃을 지난 물은 회전차를 돌리고 축방향으로 유출된다.
오답입니다프란시스는 안내깃을 지나 러너에 유입되고 대체로 축방향으로 유출됩니다.
③ 프로펠러 수차는 축류형 반동수차로 수량이 많고 저낙차인 곳에 쓴다.
오답입니다프로펠러수차는 저낙차·대유량에 적합한 축류형 반동수차입니다.
④ 펠턴 수차는 고낙차에서 수량이 많은 곳에 적합하다.
정답입니다펠턴수차는 고낙차·소유량 조건에 적합한 충동수차이므로 ‘수량이 많은 곳’이라는 설명이 틀립니다.
정답과 해설 보기
펠턴수차는 분사제트의 충격을 이용하는 충동수차로 고낙차·소유량에 적합합니다. 프란시스는 중낙차 반동수차, 프로펠러·카플란은 저낙차·대유량에 적합합니다. 펠턴을 고낙차·대유량에 사용한다는 ④가 옳지 않습니다.
키워드#유체기계#수차#펠턴수차#충동수차#반동수차#낙차
① 19.2 cm
오답입니다② 20.0 cm
정답입니다Lf=L₀(1+0.20)이므로 L₀=24/1.2=20 cm입니다.
③ 28.8 cm
오답입니다④ 30.0 cm
오답입니다
정답과 해설 보기
연신율 e=(L_f-L_0)/L_0×100입니다. e=20%, 파단직전 표점거리 L_f=24 cm이므로 24=1.2L_0입니다. L_0=24/1.2=20.0 cm이므로 ②입니다.
키워드#재료역학#인장시험#연신율#표점거리
( ㉠ )은/는 금속 혹은 세라믹 분말과 폴리머나 왁스 결합제를 혼합한 후, 금형 내로 빠르게 사출하여 생형을 제작하고, 가열 혹은 용제를 사용하여 결합제를 제거한 후, 높은 온도로 ( ㉡ )하여 최종적으로 금속 혹은 세라믹 제품을 생산하는 공정이다.
① 인베스트먼트 주조소결
오답입니다인베스트먼트 주조는 왁스모형을 이용하는 주조법입니다.
② 분말야금경화
오답입니다분말야금은 넓은 개념이지만 “금형에 빠르게 사출”은 PIM을 특정합니다.
③ 금속사출성형경화
오답입니다금속사출성형 후 최종 치밀화는 경화가 아니라 소결입니다.
④ 분말사출성형소결
정답입니다분말사출성형은 분말-결합제 혼합물을 사출하고 탈지한 뒤 소결하여 치밀한 제품을 만듭니다.
정답과 해설 보기
분말사출성형은 금속·세라믹 분말을 바인더와 혼합해 금형에 사출한 뒤 탈지하고 고온 소결해 치밀한 제품을 얻는 공정입니다. 복잡한 소형부품의 대량생산에 유리합니다. 따라서 ㉠은 분말사출성형, ㉡은 소결인 ④가 정답입니다.
키워드#기계공작법#분말야금#분말사출성형#소결#탈지
① 24 min
오답입니다② 48 min
정답입니다Taylor 식의 지수 n=0.5이며 T=48 min입니다.
③ 240 min
오답입니다④ 600 min
오답입니다
정답과 해설 보기
테일러식 VTⁿ=C를 두 조건에 적용하면 60×1200ⁿ=600×12ⁿ입니다. 따라서 10=(100)ⁿ이므로 n=0.5입니다. V=300에서 600×√12=300×√T, 즉 √T=2√12이므로 T=4×12=48 min입니다. 정답은 ②입니다.
키워드#기계공작법#절삭공구#공구수명#테일러식
① 연료소비율이 낮고 열효율이 높다.
오답입니다디젤은 연료소비율이 낮고 효율이 높은 편입니다.
② 평균유효압력 차이가 크지 않아 회전력 변동이 작다.
오답입니다압축착화 특성상 평균유효압력 변동이 비교적 작습니다.
③ 압축압력과 연소압력이 낮아 출력당 중량이 작고 제작비가 싸다.
정답입니다디젤기관은 압축압력과 최고연소압력이 더 높아 구조가 무겁고 견고해야 하며 제작비도 큽니다.
④ 연소속도가 느린 경유·중유를 사용해 회전속도를 높이기 어렵다.
오답입니다경유는 휘발유보다 연소속도가 느리고 고속화에 불리합니다.
정답과 해설 보기
디젤은 높은 압축비로 열효율과 연료경제성이 좋고 평균유효압력 변동이 비교적 작습니다. 그러나 고압축·고압분사 장치 때문에 중량과 제작비가 큽니다. 디젤의 압축·연소압력이 가솔린보다 낮고 가볍고 싸다는 ③이 반대이므로 정답입니다.
키워드#내연기관#디젤기관#가솔린기관#압축비#평균유효압력
① 방전가공액은 냉각제 역할을 한다.
오답입니다방전가공액은 냉각과 절연회복 역할을 합니다.
② 전해가공은 공구 소모가 크다.
정답입니다전해가공의 공구는 음극이고 용해되는 공작물은 양극이므로 이상적으로 공구 소모가 매우 작습니다.
③ 초음파가공에서 공작물은 연삭입자의 미소 치핑·침식을 받는다.
오답입니다초음파 진동과 연마입자 충격이 취성재료를 미세 파쇄합니다.
④ 전자빔가공은 전자의 운동에너지가 변환된 열에너지를 이용한다.
오답입니다전자빔 충돌 시 운동에너지가 열로 변환됩니다.
정답과 해설 보기
방전액은 절연·냉각·칩 배출을 담당합니다. 초음파가공에서는 연마입자가 미소 치핑·침식으로 제거하고, 전자빔은 전자의 운동에너지가 열로 바뀝니다. 전해가공은 비접촉 양극용해 방식으로 공구마모가 거의 없습니다. 공구소모가 크다는 ②가 옳지 않습니다.
키워드#기계공작법#특수가공#전해가공#방전가공#공구소모
① 리드는 2 mm이다.
오답입니다2줄이므로 리드는 2 mm입니다.
② 오른나사이다.
오답입니다왼나사만 'LH' 또는 '왼'으로 따로 표기하므로, 별도 표기가 없으면 오른나사입니다.
③ 피치는 1 mm이다.
오답입니다×1은 피치 1 mm를 뜻합니다.
④ 유효지름은 8 mm이다.
정답입니다8 mm는 호칭지름인 바깥지름이며 유효지름은 그보다 작습니다.
정답과 해설 보기
2N은 2줄 오른나사를 뜻하고 M8×1에서 호칭지름은 8 mm, 피치는 1 mm입니다. 2줄 나사의 리드는 2×1=2 mm입니다. 유효지름은 호칭지름 8 mm보다 작습니다. 8 mm라고 한 ④가 옳지 않습니다.
키워드#기계설계#나사#나사표기#다줄나사#리드#유효지름
① 플래싱은 분리면 틈으로 수지가 새는 결함이며 형체력을 높여 개선한다.
오답입니다플래시 대책 설명이 맞습니다.
② 주입부족은 충전 전 고화되는 결함이며 성형압력을 높여 개선한다.
오답입니다주입부족은 충전압력·온도·게이트 개선으로 줄입니다.
③ 수축에 의한 치수·형상 변화는 성형수지 온도를 낮춰 해결한다.
정답입니다수축은 보압·보압시간·게이트·냉각조건 등을 종합 조정해야 하며 단순히 수지온도를 낮추는 것만으로 해결된다는 설명은 부적절합니다.
④ 웰드라인은 분리된 수지 흐름의 합류부 강도가 낮은 결함이며 게이트 위치 변경으로 개선한다.
오답입니다용접선은 유동선단 결합이 약한 결함이며 게이트 조정으로 개선합니다.
정답과 해설 보기
플래시는 분할면 틈을 줄이고 형체력을 높여 개선하며, 주입부족은 유동·압력이 부족한 것이므로 성형압력과 수지온도를 높입니다. 웰드라인은 게이트 위치와 수지·금형온도로 개선합니다. 수축은 보압과 보압시간, 게이트 크기, 냉각조건을 함께 조정해야 하며, 성형수지 온도를 낮추면 유동성이 떨어져 충전 부족과 수축이 오히려 커질 수 있습니다. 따라서 온도를 낮춰 해결한다고 한 ③이 옳지 않습니다.
키워드#기계공작법#사출성형#성형결함#수축#보압
① 스터드 볼트
정답입니다스터드볼트는 머리 없이 양 끝에 수나사가 있어 한쪽을 탭구멍에 고정하고 다른 쪽을 너트로 조입니다.
② 관통 볼트
오답입니다관통볼트는 구멍을 관통해 너트로 조입니다.
③ 아이 볼트
오답입니다아이볼트는 고리형 머리를 가진 인양용 볼트입니다.
④ 나비 볼트
오답입니다나비볼트는 손으로 조일 수 있는 날개형 머리를 가집니다.
정답과 해설 보기
스터드볼트는 머리가 없고 양쪽 끝에 수나사가 있어 한쪽은 본체의 탭구멍에 박고 다른 쪽은 너트로 체결합니다. 관통구멍을 낼 수 없는 구조에 적합합니다. 따라서 ①입니다.
키워드#기계설계#볼트#스터드볼트#나사체결
① 130 kPa
정답입니다절대압력=대기압력+게이지압력=100+30=130 kPa입니다.
② 70 kPa
오답입니다70 kPa는 대기압에서 게이지압력을 뺀 값입니다.
③ 30 kPa
오답입니다30 kPa는 게이지압력 자체입니다.
④ 0 kPa
오답입니다진공압력 조건이 아니므로 0이 아닙니다.
정답과 해설 보기
절대압력은 대기압을 기준으로 한 게이지압력에 대기압을 더합니다. p_abs=p_g+p_atm입니다. 30+100=130 kPa이므로 ①입니다.
키워드#유체역학#압력#게이지압력#절대압력#대기압
① 선재 인발
오답입니다인발은 단면감소 소성변형으로 가공경화합니다.
② 제작 부품의 어닐링
정답입니다어닐링은 회복·재결정을 통해 가공경화를 제거하고 연성을 회복합니다.
③ 볼트머리 단조
오답입니다냉간 단조도 전위밀도를 높입니다.
④ 자동차 박판 압연
오답입니다냉간 압연은 대표적인 가공경화 공정입니다.
정답과 해설 보기
인발·단조·압연은 소성변형으로 전위밀도를 높여 냉간가공 시 가공경화를 일으킵니다. 어닐링은 가열로 회복·재결정을 일으켜 가공경화를 제거하고 연성을 회복합니다. 따라서 ②입니다.
키워드#기계재료#가공경화#변형경화#어닐링#재결정
① 입도번호가 낮을수록 우수한 표면정도를 얻는다.
정답입니다입도번호가 낮으면 입자가 굵어 제거량은 크지만 표면은 거칩니다. 좋은 표면에는 높은 입도번호의 미세입자를 씁니다.
② 결합도가 높은 숫돌은 연한 재료 연삭에 사용한다.
오답입니다연한 재료는 입자가 쉽게 빠지지 않는 비교적 단단한 숫돌을 씁니다.
③ 숫돌은 입자·결합제·기공으로 구성된다.
오답입니다세 요소 설명이 맞습니다.
④ 연삭은 전통적 절삭보다 높은 비에너지를 요구한다.
오답입니다작은 절삭칩과 큰 마찰·쟁기작용 때문에 비에너지가 높습니다.
정답과 해설 보기
숫돌은 입자·결합제·기공으로 구성되며, 연한 재료에는 막힘을 줄이기 위해 단단한 결합도 숫돌을 씁니다. 연삭은 비에너지가 큰 공정입니다. 입도번호가 낮으면 입자가 거칠어 제거량은 크지만 표면은 거칩니다. 낮을수록 우수한 표면을 얻는다는 ①이 옳지 않습니다.
키워드#기계공작법#연삭숫돌#입도번호#결합도#표면조도
탄소공구강, 세라믹공구, 고속도강, 초경합금
① 초경합금 > 세라믹공구 > 고속도강 > 탄소공구강
오답입니다초경합금보다 세라믹의 고온경도가 높습니다.
② 초경합금 > 세라믹공구 > 탄소공구강 > 고속도강
오답입니다탄소공구강을 고속도강보다 앞에 둘 수 없습니다.
③ 세라믹공구 > 초경합금 > 고속도강 > 탄소공구강
정답입니다고온경도는 일반적으로 세라믹, 초경합금, 고속도강, 탄소공구강 순입니다.
④ 고속도강 > 초경합금 > 탄소공구강 > 세라믹공구
오답입니다세라믹을 가장 낮게 둔 순서로 반대입니다.
정답과 해설 보기
200℃ 이상 고온경도는 일반적으로 세라믹공구가 매우 높고, 초경합금, 고속도강, 탄소공구강 순으로 낮아집니다. 탄소공구강은 적열경도가 가장 낮습니다. 따라서 세라믹공구 > 초경합금 > 고속도강 > 탄소공구강인 ③이 정답입니다.
키워드#기계공작법#절삭공구#고온경도#세라믹공구#초경합금#고속도강
길이 2 m의 강체 OE는 그림에서 보여지는 순간에 시계방향의 각속도 ω = 10 rad/sec와 반시계방향 각가속도 α = 1,000 rad/sec2으로 점 O에 대하여 평면 회전운동한다. 이 순간 E 점의 가속도에 대한 설명으로 옳은 것은?
① EA 200 m/sec2OE 2,000 m/sec2
오답입니다접선·법선 크기를 서로 바꾸었습니다.
② EA 2,000 m/sec2EO 200 m/sec2
정답입니다aₜ=αr=2000 m/s²이고 반시계 방향 접선은 EA, aₙ=ω²r=200 m/s²이며 중심 O를 향하는 EO 방향입니다.
③ EA 2,000 m/sec2OE 200 m/sec2
오답입니다법선가속도 방향은 OE가 아니라 E에서 O로 향하는 EO입니다.
④ EB 2,000 m/sec2EO 200 m/sec2
오답입니다접선가속도 방향을 EB로 반대로 잡았습니다.
정답과 해설 보기
접선가속도 크기는 a_t=αr=1000×2=2000 m/s²이고 방향은 반시계 각가속도에 수직인 EA 방향입니다. 법선가속도는 a_n=ω²r=10²×2=200 m/s²이며 회전중심 O 쪽인 EO 방향입니다. 따라서 ②가 정답입니다.
키워드#동역학#회전운동#접선가속도#법선가속도#각가속도
① SAE 번호가 높을수록 점도가 높다.
오답입니다고 SAE 등급은 일반적으로 더 높은 점도범위입니다.
② SAE 번호는 사용 가능한 외기온도의 지표가 된다.
오답입니다겨울등급 W는 저온 유동성과 사용온도를 반영합니다.
③ 점도지수가 높을수록 온도변화에 따른 점도변화가 크다.
정답입니다점도지수가 높다는 것은 온도가 변해도 점도 변화가 작다는 뜻입니다.
④ 절대점도 단위로 Pa·s 또는 Poise를 쓴다.
오답입니다두 단위 모두 절대점도 단위입니다.
정답과 해설 보기
SAE 번호가 높을수록 같은 온도에서 점도가 높은 등급이고, SAE 번호는 점도등급·저온 사용성 정보를 줍니다. 절대점도 단위는 Pa·s 또는 Poise를 씁니다. 점도지수가 높을수록 온도변화에 따른 점도변화가 작습니다. 크다고 한 ③이 옳지 않습니다.
키워드#내연기관#윤활유#점도#점도지수#SAE번호
① 탄소함유량이 높을수록 비중이 증가한다.
정답입니다탄소 함량이 증가하면 철보다 밀도가 낮은 조직 성분의 비율이 커져 탄소강의 비중은 일반적으로 감소합니다.
② 탄소함유량이 높을수록 비열과 전기저항이 증가한다.
오답입니다탄소와 결함 증가로 비열·전기저항이 커지는 경향이 있습니다.
③ 탄소함유량이 높을수록 연성이 감소한다.
오답입니다탄소 증가로 취성이 커져 연성이 감소합니다.
④ 탄소함유량 0.2% 이하 탄소강은 산에 대한 내식성이 있다.
오답입니다저탄소강은 산에 대한 상대적 내식성이 더 양호합니다.
정답과 해설 보기
탄소량이 증가하면 경도·강도와 전기저항은 증가하고 연성은 감소합니다. 저탄소강은 산성환경에서의 일반 내식성이 상대적으로 양호한 편입니다. 탄소는 철보다 밀도가 낮으므로 탄소량이 늘어날수록 탄소강의 비중은 오히려 감소합니다. 따라서 비중이 증가한다고 한 ①이 옳지 않습니다.
키워드#기계재료#탄소강#탄소함유량#비중#연성
① 재결정은 강도를 낮추고 연성을 높인다.
오답입니다재결정으로 전위밀도가 낮아져 연성이 증가합니다.
② 냉간가공도가 클수록 재결정온도는 낮아진다.
오답입니다가공도가 클수록 재결정이 쉬워집니다.
③ 냉간가공의 선택적 방향성은 재결정온도에서 등방성으로 회복된다.
정답입니다재결정 뒤에도 집합조직이 형성될 수 있으므로 냉간가공의 방향성이 반드시 완전한 등방성으로 회복된다고 할 수 없습니다.
④ 가공도가 같으면 온도가 높을수록 재결정시간이 짧다.
오답입니다온도 상승은 핵생성과 성장속도를 높여 시간을 단축합니다.
정답과 해설 보기
재결정은 가공경화를 제거해 강도를 낮추고 연성을 회복합니다. 가공도가 클수록 구동력이 커져 재결정온도가 낮고, 같은 가공도에서는 온도가 높을수록 시간이 짧습니다. 냉간가공의 우선방향인 집합조직이 재결정 후 반드시 등방성으로 완전히 회복되는 것은 아닙니다. 재결정 집합조직이 남을 수 있으므로 ③이 옳지 않습니다.
키워드#기계재료#재결정#냉간가공#집합조직#재결정온도
① 구상화풀림은 과공석강 탄화물을 구상화해 가공성과 인성을 높인다.
오답입니다구상화풀림의 목적 설명이 맞습니다.
② 불림은 가공영향을 제거하고 결정립을 조대화해 성질을 향상시킨다.
정답입니다불림은 결정립을 조대화하는 것이 아니라 미세화하고 조직을 균일하게 합니다.
③ 침탄은 표면만 고탄소화해 내마모성 표면과 인성 있는 심부를 만든다.
오답입니다침탄은 표면 고탄소·심부 저탄소 구조를 만듭니다.
④ 심냉처리는 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트화한다.
오답입니다심랭은 잔류 오스테나이트 감소에 사용됩니다.
정답과 해설 보기
구상화풀림은 과공석강 탄화물을 구상화해 절삭성과 인성을 높이고, 침탄은 표면경도와 심부인성을 조합합니다. 심랭처리는 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트화합니다. 불림은 공냉으로 조직을 균일화하고 결정립을 미세화합니다. 결정립을 조대화한다고 한 ②가 옳지 않습니다.
키워드#기계재료#열처리#불림#구상화풀림#침탄법#심랭처리
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