2017년 지방직 9급 기계일반 기출문제 풀이
2017년 지방직 9급 기계일반
① 맞물림 클러치(jaw clutch)
오답입니다맞물림클러치는 운전 중 맞물림을 해제하여 동력전달을 끊을 수 있습니다.
② 마찰차(friction wheel)
오답입니다마찰차는 접촉을 떼면 회전 중에도 동력전달을 중단할 수 있습니다.
③ 마찰 클러치(friction clutch)
오답입니다마찰클러치는 마찰면을 분리하여 운전 중 동력을 단속합니다.
④ 커플링(coupling)
정답입니다커플링은 두 축을 상시 연결하는 축이음으로 운전 중 임의로 동력전달을 끊는 장치가 아닙니다.
정답과 해설 보기
커플링은 두 축을 계속 연결하는 축이음입니다. 클러치처럼 운전 중 필요에 따라 연결과 차단을 수행하지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드#기계설계#커플링#클러치#마찰차#축이음
① 원판 마찰차
오답입니다원판마찰차는 접촉 반지름을 바꾸어 연속적으로 속도비를 조절할 수 있습니다.
② 원뿔 마찰차
오답입니다원뿔마찰차도 접촉 위치를 이동시켜 무단변속에 이용할 수 있습니다.
③ 원통 마찰차
정답입니다원통마찰차는 접촉 반지름이 일정해 일정한 속도비를 전달하므로 일반적인 무단변속용이 아닙니다.
④ 구면 마찰차
오답입니다구면마찰차는 접촉 위치에 따른 유효반지름 변화로 무단변속에 이용됩니다.
정답과 해설 보기
원통마찰차는 두 원통의 일정한 반지름비로 고정 속도비를 전달합니다. 원판·원뿔·구면 마찰차는 접촉 위치를 바꾸어 무단변속에 이용할 수 있습니다. 따라서 마찰차가 아닌 것은 ③입니다.
키워드#기계설계#마찰차#무단변속#원통마찰차#속도비
① 성형성이 있어야 한다.
오답입니다주물사는 주형 형상을 정확히 만들고 유지할 수 있는 성형성이 필요합니다.
② 통기성이 있어야 한다.
오답입니다용탕에서 생긴 가스가 빠져나가도록 통기성이 필요합니다.
③ 수축성이 없어야 한다.
정답입니다주물 냉각 후 쉽게 붕괴하고 주물의 수축을 방해하지 않도록 적절한 수축성이 필요하므로 수축성이 없어야 한다는 설명이 틀립니다.
④ 열전도도가 낮아야 한다.
오답입니다열전도도가 지나치게 크면 용탕이 급랭하므로 일반적으로 낮은 열전도도가 요구됩니다.
정답과 해설 보기
주물사는 용탕 응고수축을 방해하지 않고 주형 해체가 쉽도록 적절히 무너지는 수축성·붕괴성이 필요합니다. 수축성이 없어야 한다는 ③이 틀립니다. 따라서 조건이 아닌 것은 ③입니다.
키워드#기계공작법#사형주조#주물사#통기성#붕괴성
① 송출관 내의 유속이 빠르도록 관의 지름을 선정한다.
정답입니다송출관 유속을 빠르게 하면 급정지 시 압력상승이 커져 수격현상이 심해지므로 방지대책이 아닙니다.
② 펌프에 플라이휠을 설치한다.
오답입니다플라이휠은 펌프의 급격한 속도변화를 완화하여 수격을 줄입니다.
③ 송출 관로에 공기실을 설치한다.
오답입니다공기실은 압력변동을 흡수하여 수격압을 완화합니다.
④ 펌프의 급정지를 피한다.
오답입니다밸브나 펌프를 서서히 정지시키면 유속의 급변을 막아 수격을 줄일 수 있습니다.
정답과 해설 보기
수격압은 유속 변화가 급하고 초기 유속이 클수록 커집니다. 관 지름을 크게 하여 유속을 낮추는 것이 방지책이므로 유속을 빠르게 한다는 ①이 틀립니다. 따라서 옳지 않은 것은 ①입니다.
키워드#유체기계#수격현상#펌프#공기실#플라이휠
① 인성 및 연성이 증가한다.
오답입니다일반적으로 온도가 높아지면 금속의 연성과 인성이 증가합니다.
② 강도에 대한 변형률속도의 영향이 감소한다.
정답입니다온도가 높아지면 변형률속도 민감도가 커져 강도에 대한 변형률속도의 영향은 증가하므로 감소한다는 설명이 틀립니다.
③ 인장강도가 감소한다.
오답입니다온도가 높아지면 원자 이동이 쉬워져 인장강도가 감소하는 경향이 있습니다.
④ 탄성계수 및 항복응력이 감소한다.
오답입니다탄성계수와 항복응력도 대체로 온도 상승에 따라 감소합니다.
정답과 해설 보기
고온에서는 재료의 변형률속도 민감도가 커지는 경향이 있어 변형률속도가 증가할수록 유동응력이 더 크게 나타날 수 있습니다. ②가 반대입니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.
키워드#기계재료#고온특성#변형률속도#탄성계수#인장강도
① 시편의 파손을 일으키는데 필요한 반복 응력 사이클 수를 피로 수명이라 한다.
오답입니다파괴가 일어날 때까지의 반복응력 사이클 수를 피로수명이라고 합니다.
② 재료 표면에 숏피닝(shot peening) 공정을 통해 피로 수명을 증가시킬 수 있다.
오답입니다숏피닝의 표면 압축잔류응력은 피로균열의 발생을 늦춰 수명을 늘립니다.
③ 반복 응력의 평균값이 클수록 피로 수명이 감소한다.
오답입니다인장 평균응력이 커지면 허용 응력진폭이 감소하여 피로수명이 짧아집니다.
④ 재료 표면에 존재하는 노치(notch)를 제거하면 피로 수명이 감소한다.
정답입니다노치를 제거하면 응력집중이 줄어 피로수명이 증가하므로 감소한다는 설명이 틀립니다.
정답과 해설 보기
노치는 국부적인 응력집중을 일으켜 피로균열의 시작을 촉진합니다. 노치를 제거하면 응력집중이 완화되어 피로수명이 증가합니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.
키워드#기계재료#피로수명#숏피닝#노치#평균응력
① 발화성이 좋은 연료를 사용한다.
오답입니다세탄가가 높아 발화성이 좋은 연료는 착화지연을 줄여 디젤노크를 감소시킵니다.
② 연소실 벽의 온도를 낮춘다.
정답입니다연소실 벽 온도를 낮추면 착화지연이 길어져 한꺼번에 연소하는 연료량이 늘므로 노크가 심해질 수 있습니다.
③ 발화까지의 연료 분사량을 감소시킨다.
오답입니다착화 전 분사되는 연료량을 줄이면 급격한 압력상승을 완화할 수 있습니다.
④ 가솔린 기관과 노크 저감 방법이 정반대이다.
오답입니다디젤노크는 착화지연을 줄여야 하므로 가솔린노크 저감과 주요 방향이 반대입니다.
정답과 해설 보기
디젤노크는 착화지연 동안 축적된 연료가 한꺼번에 연소하면서 생깁니다. 연소실 벽 온도를 낮추면 착화지연이 길어지므로 노크 저감에 불리합니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.
키워드#내연기관#디젤노크#착화지연#세탄가#연소실
① 압출 공정은 고분자 재료에 압축력을 가하여 다이 오리피스를 통과시키는 공정이다.
오답입니다압출은 용융 고분자를 다이 오리피스로 밀어 일정 단면의 연속제품을 만듭니다.
② 사출성형된 제품은 냉각 수축이 거의 없다.
정답입니다사출성형품은 냉각·고화하면서 수축하므로 냉각수축이 거의 없다는 설명이 틀립니다.
③ 사출성형은 고분자 재료를 용융시켜 금형 공동에 고압으로 주입하고 고화시키는 공정이다.
오답입니다사출성형은 용융수지를 금형 공동에 고압 주입하고 냉각·고화하는 공정입니다.
④ 압출된 제품의 단면적은 다이 구멍의 면적보다 크다.
오답입니다압출물은 다이를 나온 뒤 탄성회복하는 다이 스웰 때문에 단면이 다이 구멍보다 커질 수 있습니다.
정답과 해설 보기
사출성형품은 금형 안에서 냉각·고화할 때 체적이 감소합니다. 수축률을 고려하지 않으면 치수오차·수축자국·변형이 생길 수 있습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.
키워드#기계공작법#사출성형#압출성형#냉각수축#다이팽창
① 리벳의 지름이 작아지면 리벳이 전단에 의해 파괴될 수 있다.
오답입니다리벳 지름이 작으면 전단면적이 작아져 리벳 전단파괴가 일어날 수 있습니다.
② 리벳 구멍과 판 끝 사이의 여유가 작아지면 판 끝이 갈라지는 파괴가 발생할 수 있다.
오답입니다판 끝 여유가 작으면 리벳 구멍에서 판 끝까지 찢어지는 전단파괴가 생길 수 있습니다.
③ 판재가 얇아지면 압축응력에 의해 리벳 구멍 부분에서 판재의 파괴가 발생할 수 있다.
오답입니다판이 얇으면 리벳과 구멍의 접촉부에서 지압파괴가 발생하기 쉽습니다.
④ 피치가 커지면 리벳 구멍 사이에서 판이 절단될 수 있다.
정답입니다피치가 커지면 구멍 사이 순단면이 넓어져 판의 인장파괴 가능성은 감소하므로 설명이 틀립니다.
정답과 해설 보기
한줄 겹치기 리벳이음에서 판의 순단면 인장강도는 (p-d)tσ에 비례합니다. 피치가 커지면 구멍 사이 순단면이 넓어지므로 판 절단 위험은 줄어듭니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.
키워드#기계설계#리벳이음#전단파괴#피치#판끝파괴
풀리(원판) 주위에 감겨 있는 줄에 질량 m의 블록이 연결되어 있다. 블록이 아래쪽으로 운동할 때 풀리의 각가속도 α는? (단, 줄은 늘어나지 않으며 줄의 질량은 무시한다. 점 O에 대한 풀리의 회전 관성모멘트는 I, 반지름은 r, 중력가속도는 g로 가정한다)
① α = mgrI
오답입니다I만 분모에 둔 식은 블록의 병진관성 mr²을 고려하지 않았습니다.
② α = mgrI + mr2
정답입니다블록과 풀리의 운동방정식을 함께 풀면 α＝mgr/(I＋mr²)입니다.
③ α = mgI + mr2
오답입니다분자에 풀리 반지름 r이 빠져 차원이 맞지 않습니다.
④ α = mgr2I + mgr
오답입니다분자와 분모의 항을 잘못 조합한 식으로 운동방정식을 만족하지 않습니다.
정답과 해설 보기
블록의 운동방정식 mg-T＝mαr과 풀리의 회전식 Tr＝Iα를 결합하면 α＝mgr/(I＋mr²)입니다. 따라서 ②입니다.
mg − T = ma, Tr = Iα, a = rα → mgr = (I + mr2)α · α = mgrI + mr2
키워드#동역학#회전운동#각가속도#관성모멘트#풀리
① 냉각식(냉동식) 건조
정답입니다냉각식 건조기는 압축공기를 이슬점 이하로 냉각해 수분을 응축·분리합니다.
② 흡수식 건조
오답입니다흡수식은 액체 흡수제의 화학적·물리적 흡수로 수분을 제거합니다.
③ 흡착식 건조
오답입니다흡착식은 실리카겔·활성알루미나 등 고체 흡착제로 수분을 제거합니다.
④ 애프터 쿨러(after cooler)
오답입니다애프터쿨러도 압축공기를 냉각하지만 문항의 공기 건조 방식 명칭은 냉각식 건조입니다.
정답과 해설 보기
냉각식 건조는 압축공기를 이슬점 이하까지 냉각하여 수증기를 물로 응축시킨 뒤 분리·배출하는 방식입니다. 따라서 ①입니다.
키워드#유압기기#공기건조기#냉각식건조#이슬점#흡착식건조
① 사각 나사
오답입니다사각나사는 효율이 높지만 미끄럼마찰과 백래시가 있어 정밀이송에는 한계가 있습니다.
② 톱니 나사
오답입니다톱니나사는 한 방향의 큰 하중을 받는 프레스 등에 적합합니다.
③ 볼 나사
정답입니다볼나사는 구름접촉으로 마찰과 백래시가 작고 예압이 가능해 정밀 이송장치에 널리 사용합니다.
④ 사다리꼴 나사
오답입니다사다리꼴나사는 제작이 쉽고 강성이 좋지만 볼나사보다 마찰과 백래시가 큽니다.
정답과 해설 보기
볼나사는 볼의 구름운동을 이용해 마찰이 작고 예압으로 백래시를 제거할 수 있어 공작기계와 정밀 이송장치에 적합합니다. 따라서 ③입니다.
키워드#기계설계#볼나사#백래시#운동용나사#정밀이송
○ 우주선의 안테나, 치열 교정기, 안경 프레임, 급유관의 이음쇠 등에 사용한다.
○ 소재의 회복력을 이용하여 용접 또는 납땜이 불가능한 것을 연결하는 이음쇠로도 사용 가능하다.
① 압전재료
오답입니다압전재료는 기계적 변형과 전기적 분극을 상호 변환하는 재료입니다.
② 수소저장합금
오답입니다수소저장합금은 수소를 흡수·방출하는 기능재료입니다.
③ 파인세라믹
오답입니다파인세라믹은 고순도 원료로 정밀 제어해 만든 고기능 세라믹입니다.
④ 형상기억합금
정답입니다가열하면 원래 형상으로 회복하는 성질을 이용하는 안테나·교정기·안경테·이음쇠 소재는 형상기억합금입니다.
정답과 해설 보기
가열하면 기억된 모양으로 되돌아가는 형상기억효과와 회복력을 이용하는 대표적인 재료는 니켈-티타늄계 형상기억합금입니다. 따라서 ④입니다.
키워드#기계재료#형상기억합금#회복력#이음쇠#기능성재료
① 융해융착모델(FDM:fused deposition modeling)
정답입니다FDM은 필라멘트 형태의 열가소성 수지를 가열·압출하여 층층이 적층합니다.
② 스테레오리소그래피(STL: stereolithography)
오답입니다STL은 액상의 광경화성 수지를 레이저로 선택 경화합니다.
③ 폴리젯(polyjet)
오답입니다폴리젯은 액상 포토폴리머를 미세 방울로 분사한 뒤 자외선으로 경화합니다.
④ 선택적 레이저 소결(SLS: selective laser sintering)
오답입니다SLS는 분말 재료를 레이저로 선택 소결합니다.
정답과 해설 보기
FDM은 릴에 감긴 필라멘트를 가열 노즐에서 녹여 한 층씩 압출·적층하는 쾌속조형 방식입니다. 따라서 ①입니다.
키워드#기계공작법#쾌속조형법#FDM#필라멘트#적층가공
① 절삭가공에 비하여 생산율이 낮다.
정답입니다소성가공은 대량생산과 고속가공이 가능해 일반적으로 절삭가공보다 생산율이 높으므로 낮다는 설명이 틀립니다.
② 절삭가공 제품에 비하여 강도가 크다.
오답입니다가공경화와 섬유조직의 연속성으로 절삭제품보다 강도가 커질 수 있습니다.
③ 취성인 재료는 소성가공에 적합하지 않다.
오답입니다취성재료는 파괴 전에 가능한 소성변형이 작아 소성가공에 부적합합니다.
④ 절삭가공과 비교하여 칩(chip)이 생성되지 않으므로 재료의 이용률이 높다.
오답입니다칩이 거의 발생하지 않아 재료 이용률이 높습니다.
정답과 해설 보기
소성가공은 칩 손실이 적고 반복·연속 공정으로 대량생산하기 쉬워 일반적으로 절삭가공보다 생산성이 높습니다. ①이 틀립니다. 따라서 옳지 않은 것은 ①입니다.
키워드#기계공작법#소성가공#생산율#재료이용률#취성재료
① 플랜지가 컵 속으로 빨려 들어가면서 수직 벽에서 융기된 현상을 이어링(earing)이라고 한다.
정답입니다이어링은 판재의 평면 이방성 때문에 컵의 윗가장자리 높이가 물결 모양으로 달라지는 결함이며 수직벽 융기라는 설명은 부정확합니다.
② 플랜지부에 방사상으로 융기된 형상을 플랜지부 주름(wrinkling)이라고 한다.
오답입니다플랜지부의 압축 원주응력으로 방사상 주름이 생길 수 있습니다.
③ 펀치와 다이 표면이 매끄럽지 못하거나 윤활이 불충분하면 제품 표면에 스크래치(scratch)가 발생한다.
오답입니다거친 금형면이나 윤활 부족은 마찰과 긁힘을 증가시켜 스크래치를 만듭니다.
④ 컵 바닥 부근의 인장력에 의해 수직 벽에 생기는 균열을 파열(tearing)이라고 한다.
오답입니다펀치 모서리 부근의 과도한 인장응력은 컵 벽의 파열을 일으킬 수 있습니다.
정답과 해설 보기
이어링은 판재의 방향별 소성변형 특성이 달라 컵 입구 가장자리가 귀 모양으로 높낮이가 생기는 결함입니다. ①의 설명과 다릅니다. 따라서 옳지 않은 것은 ①입니다.
키워드#기계공작법#딥드로잉#이어링#주름#파열
① 드릴 가공은 드릴링 머신의 주된 작업이다.
오답입니다드릴링은 드릴링머신의 기본 작업입니다.
② 카운터 싱킹은 드릴로 뚫은 구멍의 내면을 다듬어 치수정밀도를 향상시키는 작업이다.
정답입니다카운터싱킹은 접시머리 나사가 앉도록 구멍 입구를 원뿔형으로 가공하며 내면 치수정밀도를 높이는 작업은 리밍입니다.
③ 스폿 페이싱은 볼트 머리나 너트 등이 닿는 부분을 평탄하게 가공하는 작업이다.
오답입니다스폿페이싱은 볼트머리나 너트의 접촉면을 평탄하게 가공합니다.
④ 카운터 보링은 작은 나사나 볼트의 머리가 공작물에 묻히도록 턱이 있는 구멍을 뚫는 작업이다.
오답입니다카운터보링은 볼트머리가 들어가도록 기존 구멍 위에 원통형 턱구멍을 만듭니다.
정답과 해설 보기
카운터싱킹은 원뿔형 접시자리 가공입니다. 드릴 구멍 내면의 치수정밀도와 표면을 개선하는 작업은 리밍이므로 ②가 틀립니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.
키워드#기계공작법#드릴링머신#카운터싱킹#리밍#스폿페이싱
① 오스테나이트는 공석변태온도보다 높은 온도에서 존재한다.
오답입니다오스테나이트는 공석변태온도 A1 이상에서 안정하게 존재합니다.
② 0.5%의 탄소를 포함하는 탄소강은 아공석강이다.
오답입니다탄소 0.5% 강은 공석조성보다 탄소량이 적은 아공석강입니다.
③ 시멘타이트는 사방정계의 결정구조를 가지고 있어 높은 경도를 나타낸다.
오답입니다시멘타이트 Fe3C는 사방정계 구조의 매우 단단하고 취성인 상입니다.
④ 공석강은 공정반응을 보이는 탄소 성분을 가진다.
정답입니다공석강은 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 변하는 공석반응을 하며 공정반응이라는 설명이 틀립니다.
정답과 해설 보기
공석강은 공석온도에서 오스테나이트가 페라이트와 시멘타이트로 변하는 공석반응을 합니다. 액상과 관련된 공정반응이 아닙니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.
키워드#기계재료#철탄소상태도#공석반응#오스테나이트#시멘타이트
① Cu, Mg, Mn을 성분으로 가진다.
오답입니다두랄루민은 Al-Cu-Mg-Mn계 합금입니다.
② 비중이 연강의 약 13 정도로 경량재료에 해당된다.
오답입니다알루미늄 합금의 비중은 연강의 약 1/3로 가볍습니다.
③ 주물용 알루미늄 합금이다.
정답입니다두랄루민은 압연·압출 등에 쓰이는 대표적인 전신용 알루미늄 합금이므로 주물용이라는 설명이 틀립니다.
④ 고온에서 용체화 처리 후 급랭하여 상온에 방치하면 시효경화한다.
오답입니다용체화처리 후 급랭하고 상온에 두면 자연시효로 경화합니다.
정답과 해설 보기
두랄루민은 Al-Cu-Mg-Mn계 열처리형 전신용 합금입니다. 용체화처리와 시효경화로 높은 강도를 얻으며 주물용 합금이 아닙니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.
키워드#기계재료#두랄루민#알루미늄합금#시효경화#단련용합금
① 높은 변형률속도로 성형이 가능하다.
정답입니다초소성은 매우 낮은 변형률속도에서 큰 연신율을 얻는 성형이므로 높은 변형률속도라는 설명이 틀립니다.
② 성형 제품에 잔류응력이 거의 없다.
오답입니다낮은 유동응력으로 균일하게 변형되어 잔류응력이 작습니다.
③ 복잡한 제품을 일체형으로 성형할 수 있어 2차 가공이 거의 필요 없다.
오답입니다복잡한 형상을 일체 성형할 수 있어 조립과 2차가공을 줄일 수 있습니다.
④ 다른 소성가공 공구들보다 낮은 강도의 공구를 사용할 수 있어 공구 비용이 절감된다.
오답입니다성형압력이 낮아 비교적 낮은 강도의 금형을 사용할 수 있습니다.
정답과 해설 보기
초소성 성형은 미세하고 안정한 결정립을 가진 재료를 높은 온도와 낮은 변형률속도에서 천천히 변형하여 매우 큰 연신율을 얻습니다. 따라서 해당하지 않는 것은 ①입니다.
키워드#기계공작법#초소성성형#변형률속도#잔류응력#일체성형
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