2017년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이
2017년 국가직 9급 기계일반
① 피로시험
오답입니다피로시험은 반복하중에 대한 수명을 측정합니다.
② 인장시험
오답입니다인장시험은 증가하는 축하중으로 강도와 연성을 구합니다.
③ 비틀림시험
오답입니다비틀림시험은 토크와 비틀림각 관계를 측정합니다.
④ 크리프시험
정답입니다크리프시험은 일정 하중과 온도에서 시간에 따른 변형을 측정합니다.
정답과 해설 보기
크리프시험은 일정한 응력 또는 하중과 온도에서 시간에 따른 변형률을 측정합니다. 고온부품의 크리프율·크리프강도·파단수명을 평가합니다. 따라서 일정 하중을 가하는 시험은 ④입니다.
키워드#기계재료#재료시험#크리프시험#장시간하중#고온변형
외경 선삭에서 가공 전과 후의 평균 지름이 100 mm인 황동봉을 절삭깊이 1 mm, 이송속도 0.3 mm/rev, 주축 회전속도 1,000 rpm으로 가공하였을 때, 재료제거율[cm3/min]은?(단, π는 3.14로 하고 가공 전과 후의 평균 지름, 평균 절삭속도를 이용하여 재료제거율을 계산하라)
① 30 cm3/min
오답입니다② 300 cm3/min
오답입니다③ 9.42 cm3/min
오답입니다④ 94.2 cm3/min
정답입니다MRR = πDNdf = 94,200 mm<sup>3</sup>/min = 94.2 cm<sup>3</sup>/min입니다.
정답과 해설 보기
선삭 재료제거율은 평균 원주속도×절삭깊이×이송속도이며 Q=πD·d·f·N입니다. D=100 mm, d=1 mm, f=0.3 mm/rev, N=1000 rpm입니다. Q = 3.14×100×1×0.3×1000 = 94,200 mm3/min = 94.2 cm3/min이므로 ④입니다.
키워드#기계공작법#선반가공#외경선삭#재료제거율#절삭속도#이송속도
① 1 mm
오답입니다② 5 mm
오답입니다③ 10 mm
정답입니다1줄 나사는 리드와 피치가 같고 p = 20 ÷ 2 = 10 mm입니다.
④ 20 mm
오답입니다
정답과 해설 보기
1줄 나사는 리드와 피치가 같습니다. 2회전하여 20 mm 이동했으므로 1회전 이동량은 10 mm입니다. 따라서 피치 p = 20 ÷ 2 = 10 mm이고 ③입니다.
키워드#기계설계#나사#한줄나사#피치#리드
① 큰 동력을 전달할 수 있다.
오답입니다맞물림식이라 큰 동력전달이 가능합니다.
② 초기장력을 줄 필요가 있으며 정지 시에도 장력이 작용한다.
정답입니다체인은 벨트처럼 마찰전동을 위한 큰 초기장력이 필요하지 않아 정지 때 축에 불필요한 장력을 주지 않습니다.
③ 미끄럼이 적어 일정한 속도비를 얻는다.
오답입니다미끄럼이 거의 없어 속도비가 일정합니다.
④ 동력전달용으로 롤러체인과 사일런트체인을 사용한다.
오답입니다두 체인 모두 동력전달용으로 쓰입니다.
정답과 해설 보기
체인은 맞물림으로 큰 동력을 전달하고 미끄럼이 적어 일정한 속도비를 얻습니다. 롤러체인과 사일런트체인이 동력전달에 사용됩니다. 벨트와 달리 체인은 초기장력이 필요 없고 정지 중 큰 장력이 작용하지 않습니다. 필요하다고 한 ②가 옳지 않습니다.
키워드#기계설계#체인전동#롤러체인#사일런트체인#동력전달
ㄱ.역전 방지를 할 수 없다.
ㄴ.웜에 축방향 하중이 생긴다.
ㄷ.부하용량이 크다.
ㄹ.진입각(lead angle)의 증가에 따라 효율이 증가한다.
① ㄱ, ㄹ
오답입니다ㄱ은 웜기어의 자기잠김 가능성 때문에 틀립니다.
② ㄴ, ㄷ
오답입니다ㄴ·ㄷ은 맞지만 ㄹ도 옳습니다.
③ ㄱ, ㄴ, ㄷ
오답입니다ㄱ을 포함하여 틀린 조합입니다.
④ ㄴ, ㄷ, ㄹ
정답입니다웜에는 축방향 추력이 생기고 부하용량이 크며 일반적으로 진입각이 커질수록 미끄럼 손실이 줄어 효율이 증가합니다.
정답과 해설 보기
웜기어는 축방향 추력이 생기고 큰 감속비·하중용량을 얻습니다. 리드각이 커지면 미끄럼이 줄어 효율은 증가하지만 자기잠김은 약해집니다. 따라서 옳은 ㄴ·ㄷ·ㄹ을 묶은 ④가 정답입니다. ㄱ의 “역전 방지를 할 수 없다”는 자기잠김 가능성을 무시한 말입니다.
키워드#기계설계#기어#웜기어#진입각#전달효율#축방향하중
① 유압기기는 큰 출력을 낼 수 있다.
오답입니다유압은 작은 장치로 큰 힘을 낼 수 있습니다.
② 비용적형 유압펌프로 베인펌프와 피스톤펌프가 있다.
정답입니다베인펌프와 피스톤펌프는 모두 용적형 펌프이므로 비용적형이라는 분류가 틀립니다.
③ 작동유에는 석유계 오일과 합성유 등이 있다.
오답입니다광유와 합성유가 널리 쓰입니다.
④ 유압실린더는 압력에너지를 직선 왕복운동의 기계적 일로 바꾼다.
오답입니다유압실린더는 직선 왕복운동을 출력합니다.
정답과 해설 보기
유압은 큰 출력밀도를 얻고 광유·합성유 등을 작동유로 씁니다. 실린더는 압력에너지를 직선운동으로 바꿉니다. 베인펌프와 피스톤펌프는 일정 체적을 가두어 이송하는 용적형 펌프입니다. 비용적형이라고 한 ②가 옳지 않습니다.
키워드#유압기기#유압펌프#용적형펌프#베인펌프#피스톤펌프
① 디젤기관의 압축비가 가솔린기관보다 높다.
오답입니다디젤의 압축비가 더 높습니다.
② 가솔린기관은 노크 저감을 위해 실린더 체적을 작게 한다.
오답입니다큰 실린더는 노크 경향을 높이므로 소형화가 유리합니다.
③ 디젤기관은 노크 저감을 위해 압축비를 높인다.
오답입니다디젤은 압축온도로 자기착화합니다.
④ 벤투리는 공기의 압력을 높이기 위한 좁은 통로이다.
정답입니다벤투리의 좁은 목에서는 공기속도가 증가하고 정압은 낮아져 연료를 흡출합니다.
정답과 해설 보기
디젤은 가솔린보다 압축비가 높고, 가솔린은 노크 억제를 위해 실린더를 작게 하며, 디젤은 압축비를 높여 착화합니다. 벤투리 좁은 목에서는 유속이 증가하고 정압은 낮아져 연료를 흡출합니다. 공기압력을 높인다는 ④가 옳지 않습니다.
키워드#내연기관#가솔린기관#디젤기관#압축비#노킹#벤투리
① 솔기결함(seam)
정답입니다솔기결함은 주로 압연·단조 소재의 접힘이나 표면흠이 길게 이어진 결함으로 압출의 대표 결함 분류가 아닙니다.
② 파이프결함(pipe defect)
오답입니다빌릿 표면 산화물 유입으로 파이프결함이 생길 수 있습니다.
③ 세브론균열(chevron cracking)
오답입니다내부 인장응력으로 중심 셰브론균열이 생깁니다.
④ 표면균열(surface cracking)
오답입니다고온·고속 압출은 표면균열을 유발합니다.
정답과 해설 보기
파이프결함, 셰브론 또는 중심파열, 표면균열은 압출에서 발생하는 대표 결함입니다. 유동·온도·마찰과 다이조건으로 생깁니다. 솔기결함은 단조나 압연 등에서 접힌 표면이 붙지 않아 생기는 결함으로 압출의 대표 분류가 아닙니다. 따라서 ①입니다.
키워드#기계공작법#소성가공#압출#압출결함#솔기결함#세브론균열
① Zn 확산처리를 칼로라이징이라 한다.
오답입니다Zn 침투확산은 셰라다이징이며 칼로라이징은 Al 침투법입니다.
② 고주파경화는 열처리 과정이 필요 없다.
오답입니다고주파경화는 표면을 가열·담금질하는 열처리가 필요합니다.
③ 청화법은 침탄과 질화가 동시에 일어난다.
정답입니다청화염욕에서는 탄소와 질소가 함께 확산되어 침탄과 질화 효과가 동시에 나타납니다.
④ 숏피닝은 피로수명을 감소시킨다.
오답입니다쇼트피닝은 압축잔류응력으로 피로수명을 증가시킵니다.
정답과 해설 보기
시안화법은 시안염욕에서 탄소와 질소를 동시에 침투시켜 얕고 단단한 표면층을 만듭니다. 따라서 ③이 옳습니다.
키워드#기계재료#표면처리#표면경화#청화법#침탄질화
ㄱ.일렉트로가스 용접(electrogas welding)
ㄴ.플라즈마 아크 용접(plasma arc welding)
ㄷ.원자 수소 용접(atomic hydrogen welding)
ㄹ.플래시 용접(flash welding)
① ㄱ, ㄴ
오답입니다일렉트로가스용접 ㄱ은 소모전극입니다.
② ㄴ, ㄷ
오답입니다ㄴ·ㄷ만이 아니라 플래시용접도 소모성 전극을 쓰지 않습니다.
③ ㄱ, ㄷ, ㄹ
오답입니다ㄱ을 포함해 틀린 조합입니다.
④ ㄴ, ㄷ, ㄹ
정답입니다플라즈마아크와 원자수소는 비소모성 전극, 플래시용접은 공작물 끝면 자체를 저항가열하므로 별도 소모전극이 없습니다.
정답과 해설 보기
플라즈마 아크용접은 텅스텐 전극, 원자수소용접도 텅스텐 비소모전극을 씁니다. 플래시용접은 접촉면 저항열과 압력으로 접합하며 소모성 용접봉이 없습니다. 일렉트로가스용접은 연속 공급 와이어가 용착금속이 되는 소모전극 방식입니다. 따라서 ㄴ·ㄷ·ㄹ인 ④가 정답입니다.
키워드#기계공작법#용접#비소모성전극#플라즈마아크용접#원자수소용접
① 마찰 감소
오답입니다윤활로 접촉면 마찰을 줄입니다.
② 절삭력 증가
정답입니다마찰과 온도를 낮춰 절삭력을 감소시키는 것이 목적이며 증가시키지 않습니다.
③ 칩 제거
오답입니다세정작용으로 칩을 제거합니다.
④ 절삭부 냉각
오답입니다냉각작용으로 절삭부 온도를 낮춥니다.
정답과 해설 보기
절삭유는 마찰과 절삭열을 줄이고, 칩을 씻어내며, 공구수명과 가공면을 개선합니다. 절삭력을 증가시키는 것은 목적이 아니라 오히려 감소시키는 것이 목적입니다. 따라서 ②입니다.
키워드#기계공작법#절삭가공#절삭유#윤활작용#냉각작용#칩제거
① 광화학블랭킹은 버 없이 블랭킹할 수 있다.
오답입니다비접촉 화학용해로 버가 거의 없습니다.
② 화학가공은 부식액으로 표면을 용해한다.
오답입니다에천트가 선택적으로 재료를 녹입니다.
③ 전해가공은 경도가 높은 전도성 재료에도 적용한다.
오답입니다ECM은 전도성이 있으면 고경도재도 가공합니다.
④ 전해가공한 공작물에는 열손상이 발생한다.
정답입니다전해가공은 전기화학적 양극용해 방식이라 열영향층이나 열균열이 생기지 않습니다.
정답과 해설 보기
광화학 블랭킹은 버가 거의 없고, 화학가공은 에천트로 용해 제거합니다. ECM은 전도성 난삭재를 경도와 무관하게 가공합니다. 전해가공은 전기화학적 용해로 열원이 없어 열손상·열영향층이 거의 없습니다. 발생한다는 ④가 옳지 않습니다.
키워드#기계공작법#특수가공#전해가공#화학가공#광화학블랭킹#부식액
① ㄱ, ㄷ, ㄹ
오답입니다Zn은 HCP라 포함할 수 없습니다.
② ㄱ, ㄷ, ㅁ
정답입니다Pt·Ag·Cu는 모두 상온에서 FCC 구조입니다.
③ ㄴ, ㄷ, ㄹ
오답입니다Cr이 BCC이므로 틀립니다.
④ ㄷ, ㄹ, ㅁ
오답입니다Zn이 포함되어 틀린 조합입니다.
정답과 해설 보기
상온에서 Pt, Ag, Cu는 FCC 구조입니다. Cr은 BCC, Zn은 HCP 구조입니다. 따라서 ㄱ·ㄷ·ㅁ을 묶은 ②가 정답입니다.
키워드#기계재료#결정구조#면심입방격자#FCC#금속결정
① 래핑, 초음파가공
정답입니다래핑은 유리연마입자, 초음파가공은 슬러리 속 연마입자의 충격으로 제거합니다.
② 허빙, 호닝
오답입니다호빙은 절삭날을 쓰며 호닝만 숫돌입자를 씁니다.
③ 슈퍼피니싱, 방전가공
오답입니다슈퍼피니싱은 입자를 쓰지만 방전가공은 방전열을 씁니다.
④ 스피닝, 버핑
오답입니다버핑은 연마제를 쓰지만 스피닝은 소성성형입니다.
정답과 해설 보기
래핑은 랩과 공작물 사이의 유리 연마입자를 사용하고, 초음파가공은 진동공구와 연마슬러리로 취성재료를 미세 파쇄합니다. 두 공정 모두 연마입자를 직접 사용하므로 ①입니다.
키워드#기계공작법#입자가공#래핑#초음파가공#연마입자
① 2축 또는 3축 방향으로 동시에 작용할 수 있다.
정답입니다일반적인 공기스프링은 주 하중축 한 방향으로 작용하며, 2축·3축 방향에 동시에 작용한다고 보기 어렵습니다.
② 감쇠특성이 커 작은 진동을 흡수할 수 있다.
오답입니다압축공기의 감쇠 작용으로 작은 진동을 잘 흡수합니다.
③ 하중-변형 관계가 비선형이다.
오답입니다기체 압축 때문에 비선형입니다.
④ 스프링상수를 조절할 수 있다.
오답입니다압력·용적을 바꾸어 상수를 조절합니다.
정답과 해설 보기
공기스프링은 압축공기의 탄성과 큰 감쇠로 진동을 흡수하고 하중-변형 관계가 비선형입니다. 공기압·유효면적으로 스프링상수 조절도 가능합니다. 일반 공기스프링은 주 하중축 한 방향으로 작용하며 2축·3축 방향에 동시에 작용한다고 일반화할 수 없습니다. ①이 옳지 않습니다.
키워드#기계설계#스프링#공기스프링#스프링상수#비선형특성
① 꼭지각 136°의 다이아몬드 사각추를 압입한다.
오답입니다표준 압입자 형상이 맞습니다.
② 경도는 하중을 압입자국 깊이로 나눈 값이다.
정답입니다비커스경도는 하중을 압흔의 표면적으로 나누며 대각선 길이로 계산하지 깊이로 직접 나누지 않습니다.
③ 질화강과 침탄강의 경도시험에 적합하다.
오답입니다미소경도와 경화층 측정에 적합합니다.
④ 압입자국 대각선 길이를 현미경으로 측정한다.
오답입니다두 대각선 평균을 측정합니다.
정답과 해설 보기
비커스는 꼭지각 136° 다이아몬드 정사각뿔을 압입하고 현미경으로 압흔 대각선을 측정합니다. 얇은 층과 침탄·질화층에 적합합니다. 경도는 하중을 압흔의 경사면적으로 나눈 값이며 압입깊이로 나누지 않습니다. ②가 옳지 않습니다.
키워드#기계재료#재료시험#비커스경도#다이아몬드압입자#대각선길이
① 송출량과 송출압력이 주기적으로 변하는 현상을 수격현상이라 한다.
정답입니다주기적인 송출량·압력 변동은 맥동입니다. 수격작용은 밸브 급폐쇄 등 유속의 급변으로 큰 압력파가 생기는 현상입니다.
② 왕복펌프는 회전수에 제한을 받으나 고양정에 적합하다.
오답입니다왕복펌프는 저속·고양정에 적합합니다.
③ 원심펌프는 회전차의 원심력을 이용한다.
오답입니다원심펌프는 임펠러 원심작용을 이용합니다.
④ 축류펌프는 대유량·저양정에 적합하다.
오답입니다축류펌프는 대유량·저양정용입니다.
정답과 해설 보기
수격은 밸브 급폐쇄 등으로 유속이 급변할 때 압력파가 관로를 왕복해 큰 순간압력을 만드는 현상입니다. 주기적으로 정상 송출량과 압력이 변하는 맥동과 다릅니다. 따라서 ①이 옳지 않습니다.
키워드#유체기계#펌프#맥동현상#서징#수격현상
ㄱ.스파크 방전을 이용하여 금속을 녹이거나 증발시켜 재료를 제거하는 방법이다.
ㄴ.방전가공에 사용되는 절연액(dielectric fluid)은 냉각제의 역할도 할 수 있다.
ㄷ.전도체 공작물의 경도와 관계없이 가공이 가능하고 공구 전극의 마멸이 발생하지 않는다.
ㄹ.공구 전극의 재료로 흑연, 황동 등이 사용된다.
ㅁ.공구 전극으로 와이어(wire) 형태를 사용할 수 없다.
① ㄱ, ㄷ
오답입니다ㄱ은 방전가공 원리로 옳아 틀린 진술 묶음이 아닙니다.
② ㄴ, ㄹ
오답입니다절연액의 냉각기능 ㄴ은 옳습니다.
③ ㄷ, ㅁ
정답입니다공구전극 마멸은 발생하고 와이어 방전가공도 가능하므로 ㄷ과 ㅁ이 모두 틀립니다.
④ ㄴ, ㅁ
오답입니다ㄴ은 옳으므로 틀린 것만의 조합이 아닙니다.
정답과 해설 보기
방전은 스파크 열로 재료를 용융·증발시키고 절연액은 냉각·절연회복을 돕습니다. 도전성 재료라면 경도와 무관하게 가공합니다. 공구전극도 방전으로 마모되므로 “마멸이 없다”는 ㄷ이 틀리고, 와이어 전극을 사용하는 WEDM이 있으므로 “와이어를 사용할 수 없다”는 ㅁ도 틀립니다. 따라서 ③입니다.
키워드#기계공작법#특수가공#방전가공#공구전극마멸#와이어방전가공
① 셸몰드법
오답입니다셸몰드는 수지피복사를 금속모형에 경화합니다.
② 인베스트먼트법
오답입니다인베스트먼트는 왁스모형과 세라믹 셸을 사용합니다.
③ 풀몰드법
정답입니다풀몰드법은 발포폴리스티렌 모형을 주형 안에 남겨두고 주입 시 기화시킵니다.
④ 슬러시주조
오답입니다슬러시주조는 응고껍질만 남기고 용탕을 배출합니다.
정답과 해설 보기
풀몰드법은 발포폴리스티렌 모형을 주형사 속에 묻고 용탕을 주입합니다. 용탕열로 모형이 기화하며 그 자리를 금속이 채웁니다. 소실모형주조법입니다. 따라서 ③입니다.
키워드#기계공작법#주조#소실모형주조#풀몰드법#증발모형
① 산소와 반응하지 않는다.
오답입니다Mg는 산소와 반응성이 커 분말·칩은 발화위험이 있습니다.
② 비중이 1.85로 공업용 금속 중 가장 가볍다.
오답입니다비중을 정확히 1.8이라 한 수치는 대표값 1.74와 다릅니다.
③ 전기화학적 전위가 높아 내식성이 좋다.
오답입니다전위가 낮고 활성이라 부식에 취약합니다.
④ 열전도율은 구리보다 낮다.
정답입니다Mg의 열전도율은 Cu보다 현저히 낮습니다.
정답과 해설 보기
Mg는 산소와 쉽게 반응하고 전기화학적으로 매우 활성이라 내식성이 낮습니다. 밀도는 약 1.74이며 가벼운 구조용 금속입니다. 열전도도는 구리보다 낮으므로 ④가 옳습니다.
키워드#기계재료#비철금속#마그네슘#비중#열전도율
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