2018년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이
2018년 국가직 9급 기계일반
① 아크용접의 자외선에 주의해야 한다.
오답입니다아크의 강한 자외선은 눈과 피부를 손상하므로 차광면과 보호구가 필요합니다.
② 유독가스 배출을 위한 환기시설이 필요하다.
오답입니다용접흄과 유해가스를 제거하도록 국소배기·환기를 해야 합니다.
③ 아크용접 작업자는 감전 위험이 있다.
오답입니다습기·손상 케이블·부적절한 접지 때문에 감전 위험이 있습니다.
④ 가스용접에서 아세틸렌은 화재 위험이 없다.
정답입니다아세틸렌은 가연성이 매우 크고 공기·산소와 폭발성 혼합물을 만들 수 있습니다.
정답과 해설 보기
용접 작업에서는 자외선에 의한 눈·피부 손상, 용접흄, 감전 위험을 방지하기 위해 보호구와 환기시설이 필요합니다. 아세틸렌은 공기 또는 산소와 폭발성 혼합가스를 만들 수 있는 가연성 가스이므로 화재 위험이 없다는 ④가 틀립니다.
키워드#기계공작법#용접#용접안전#아크용접#가스용접#아세틸렌
① 인장시험
오답입니다인장시험은 시험편을 파단시키는 파괴시험입니다.
② 피로시험
오답입니다피로시험은 반복하중으로 균열·파단 수명을 측정하는 파괴시험입니다.
③ 방사선 탐상법
정답입니다방사선탐상은 X선·감마선의 투과 차이로 내부결함을 찾으며 제품을 손상시키지 않습니다.
④ 샤르피 충격시험
오답입니다샤르피시험은 노치 시편을 충격 파단합니다.
정답과 해설 보기
비파괴시험은 제품을 파손하지 않고 결함을 조사하는 시험입니다. 방사선 탐상법은 X선이나 감마선의 투과 차이를 이용하여 내부 결함을 검출하므로 ③이 정답입니다. 인장·피로·샤르피 충격시험은 시험편의 변형이나 파단을 수반합니다.
키워드#기계재료#재료시험#비파괴시험#방사선탐상법
① 단열 깊은홈 볼베어링
오답입니다깊은홈 볼베어링은 주로 반지름하중을 받지만 어느 정도 양방향 축하중도 지지합니다.
② 앵귤러 콘택트 볼베어링
오답입니다앵귤러 콘택트는 접촉각 때문에 반지름·한쪽 축하중의 조합에 적합합니다.
③ 니들 롤러베어링
정답입니다일반 니들롤러베어링은 긴 원통롤러로 큰 반지름하중을 받지만 축하중 지지능력이 거의 없습니다.
④ 테이퍼 롤러베어링
오답입니다테이퍼롤러베어링은 반지름하중과 큰 한쪽 축하중을 함께 지지합니다.
정답과 해설 보기
깊은홈 볼베어링, 앵귤러 콘택트 볼베어링, 테이퍼 롤러베어링은 정도의 차이는 있으나 축방향 하중을 지지할 수 있습니다. 니들 롤러베어링은 주로 큰 반지름방향 하중을 받도록 설계되므로 축방향 하중에는 가장 부적합합니다.
키워드#기계설계#베어링#축방향하중#니들롤러베어링
① 절삭날 마모가 작고 수명이 길다.
오답입니다최대 두께에서 절삭을 시작해 문지름이 적으므로 날 마모와 발열이 작습니다.
② 백래시가 자연히 제거된다.
정답입니다커터가 테이블을 이송방향으로 끌어당겨 백래시가 있으면 급진입하므로 백래시 제거장치가 필요합니다.
③ 절삭날이 공작물을 눌러 고정이 안정적이다.
오답입니다절삭력이 공작물을 테이블 쪽으로 누르므로 고정이 안정적입니다.
④ 마찰은 작지만 하향으로 큰 충격력이 작용한다.
오답입니다절삭 초기에 큰 칩두께로 물려 충격은 크지만 미끄럼마찰은 적습니다.
정답과 해설 보기
하향절삭은 절삭력이 공작물을 테이블 쪽으로 눌러 고정과 가공면에 유리합니다. 그러나 커터가 테이블을 이송방향으로 끌어당기므로 백래시가 있으면 급격한 전진이 생길 수 있습니다. 따라서 백래시는 자연히 제거되는 것이 아니라 억제장치가 필요합니다.
키워드#기계공작법#밀링가공#하향절삭#백래시#절삭날수명
골프공에 역회전을 주었을 때 높이 뜨거나, 투수가 던진 공이 상하좌우로 휘는 것과 같이, 유동장 내에 있는 물체가 회전하는 경우 유체흐름에 수직한 방향으로 힘을 받는 현상은?
① 딤플효과
오답입니다딤플은 경계층 천이를 촉진해 압력항력을 줄이는 효과입니다.
② 웨지효과
오답입니다웨지효과는 쐐기형 유막에서 압력이 생기는 윤활현상입니다.
③ 스트레치효과
오답입니다스트레치효과는 회전체 주위 양력 발생의 명칭이 아닙니다.
④ 매그너스효과
정답입니다회전으로 양쪽 유속과 압력이 달라져 횡력이 생기는 현상이 매그너스효과입니다.
정답과 해설 보기
회전하는 공의 양쪽에서는 유속 차이로 압력차가 발생하고, 이로 인해 진행방향에 수직인 힘이 작용합니다. 야구공의 변화구나 축구공의 감아차기처럼 회전 때문에 공의 진행경로가 휘는 현상을 매그너스 효과라고 합니다.
키워드#유체역학#유체유동#회전체#매그너스효과#양력
① k 두 개 직렬
정답입니다등가상수는 k/2이므로 변위 F/(k/2)=2F/k로 가장 큽니다.
② k/2 두 개 병렬
오답입니다병렬 등가상수는 k이므로 변위는 F/k입니다.
③ 2k 두 개 직렬
오답입니다2k 두 개의 직렬 등가상수는 k이므로 변위는 F/k입니다.
④ k 두 개 병렬
오답입니다병렬 등가상수는 2k이므로 변위는 F/(2k)로 가장 작습니다.
정답과 해설 보기
같은 하중에서 스프링의 변위는 등가 스프링상수가 작을수록 커집니다. k인 스프링 두 개를 직렬로 연결하면 등가상수는 k/2가 되어 변위가 2F/k입니다. 나머지 연결의 등가상수는 k 또는 2k이므로 ①의 변위가 가장 큽니다. 등가강성은 직렬일 때 1/keq = 1/k1 + 1/k2, 병렬일 때 keq = k1 + k2이고 변위는 δ = F/keq입니다.
키워드#기계설계#스프링#직렬연결#병렬연결#등가스프링상수#변위
ㄱ.작은 절삭력과 절삭동력
ㄴ.긴 공구수명
ㄷ.가공품의 우수한 표면정밀도 및 표면완전성
ㄹ.수거가 용이한 칩(chip)의 형태
① ㄱ
오답입니다작은 절삭력만으로는 공구수명·표면·칩처리성을 모두 평가하지 못합니다.
② ㄱ, ㄴ
오답입니다절삭력과 공구수명은 맞지만 표면품질과 칩처리성도 절삭성의 지표입니다.
③ ㄱ, ㄴ, ㄷ
오답입니다ㄱ·ㄴ·ㄷ은 맞지만 짧고 처리가 쉬운 칩 형성도 중요한 지표입니다.
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
정답입니다낮은 동력, 긴 수명, 좋은 표면, 양호한 칩처리성이 모두 우수한 절삭성을 뜻합니다.
정답과 해설 보기
절삭성은 절삭력과 동력, 공구수명, 가공면의 품질, 칩 처리의 용이성을 종합하여 판단합니다. 작은 절삭력, 긴 공구수명, 좋은 표면, 처리하기 쉬운 칩은 모두 절삭성이 좋은 재료의 조건이므로 ㄱ·ㄴ·ㄷ·ㄹ을 모두 포함한 ④가 정답입니다.
키워드#기계공작법#절삭가공#절삭성#공구수명#절삭력#표면정밀도
① 금형-소재 접촉면의 마찰이 주원인이다.
오답입니다접촉면 마찰이 끝면의 반지름방향 유동을 억제해 중앙부가 더 불룩해집니다.
② 소재 변형이 금형 접촉부에 집중되어 나타난다.
정답입니다변형은 금형 접촉부에서 억제되고 자유로운 중앙부에 더 크게 집중되므로 설명이 반대입니다.
③ 금형에 초음파진동을 주면 줄일 수 있다.
오답입니다진동으로 계면마찰을 줄이면 배부름을 완화할 수 있습니다.
④ 금형온도가 낮아도 발생할 수 있다.
오답입니다차가운 금형이 접촉면을 냉각해 변형저항 차이를 만들면 배부름이 커질 수 있습니다.
정답과 해설 보기
업세팅할 때 금형과 접촉한 부분은 마찰로 인해 옆으로 퍼지는 변형이 억제됩니다. 반면 중앙부는 비교적 자유롭게 변형되어 측면이 볼록한 배럴 모양이 됩니다. 따라서 변형이 금형 접촉부에 집중된다는 ②의 설명이 틀립니다.
키워드#기계공작법#소성가공#단조#업세팅#배부름#마찰
① 개회로 제어
정답입니다그림에는 모터-커플링-볼스크루-테이블 구동만 있고 위치검출기와 피드백선이 없어 개회로 방식입니다.
② 적응 제어
오답입니다적응제어는 절삭력·온도 등을 감지해 조건을 실시간 수정하는 센서계가 필요합니다.
③ 폐회로 제어
오답입니다폐회로는 테이블 위치나 모터 회전을 검출해 명령과 비교하는 피드백계가 표시되어야 합니다.
④ 적분 제어
오답입니다적분은 제어기의 동작요소이지 이송계 전체의 대표적인 분류가 아닙니다.
정답과 해설 보기
그림에는 모터와 볼스크루가 테이블을 움직이는 구동계만 있고 실제 위치를 검출하여 되돌려 보내는 피드백 장치가 없습니다. 이처럼 명령에 따라 구동하지만 위치오차를 스스로 보정하지 못하는 방식은 개회로 제어입니다.
키워드#기계공작법#NC공작기계#이송계#개회로제어#폐회로제어
① p = 15
오답입니다원주피치 15 mm에 해당하는 모듈은 15/π≈4.77 mm입니다.
② pd = 8
오답입니다지름피치 8이면 모듈은 25.4/8≈3.18 mm입니다.
③ m = 5
정답입니다m=5이면 원주피치 πm≈15.71 mm로 네 조건 중 가장 큽니다.
④ m = 3
오답입니다m=3은 m=5보다 이가 작습니다.
정답과 해설 보기
기어 이의 크기는 모듈로 환산하여 비교할 수 있습니다. p=15 mm는 m=15/π≈4.77 mm이고, 지름피치 8은 m=25.4/8≈3.18 mm입니다. 이를 m=5 mm, m=3 mm와 비교하면 모듈이 가장 큰 ③의 이가 가장 큽니다. 원주피치는 m = p/π = 15/π ≈ 4.77 mm, 지름피치는 m = 25.4/pd로 환산합니다.
키워드#기계설계#기어#기어이#모듈#지름피치#원주피치
① 볼과 베어링 내륜
정답입니다볼과 궤도륜은 이상적으로 점접촉을 하므로 면접촉이 아닙니다.
② 수나사와 암나사
오답입니다수나사와 암나사는 나사산의 헬리컬 면끼리 접촉합니다.
③ 피스톤과 실린더
오답입니다피스톤과 실린더는 원통면을 따라 면접촉합니다.
④ 미끄럼베어링과 축
오답입니다미끄럼베어링과 축은 유막을 사이에 둔 넓은 원통면 접촉입니다.
정답과 해설 보기
볼과 베어링 내륜은 이상적인 상태에서 한 점에서 만나므로 점접촉으로 분류합니다. 수나사와 암나사, 피스톤과 실린더, 미끄럼베어링과 축은 서로 맞닿는 면을 통해 하중을 전달하므로 면접촉에 해당합니다.
키워드#기계설계#기구학#운동쌍#면접촉#저차쌍#고차쌍
① 비례한도
오답입니다비례한도는 선형탄성 구간 끝으로 항복·인장강도보다 낮습니다.
② 항복강도
오답입니다항복강도는 소성변형 시작 응력으로 인장강도보다 낮습니다.
③ 인장강도
정답입니다인장강도는 공칭응력 선도의 최대값입니다.
④ 파단강도
오답입니다네킹 뒤 하중이 감소하므로 공칭 파단강도는 인장강도보다 낮습니다.
정답과 해설 보기
연강은 항복 이후 가공경화에 의해 공칭응력이 다시 증가하여 최대점인 인장강도에 도달합니다. 이후 네킹이 발생하면 하중이 감소하므로 공칭 파단강도는 인장강도보다 작습니다. 따라서 선도에서 가장 큰 값은 ③ 인장강도입니다.
키워드#재료역학#인장시험#응력변형률선도#비례한도#항복강도#인장강도
① 터빈
오답입니다터빈은 증기의 에너지를 축동력으로 변환합니다.
② 보일러
오답입니다보일러는 급수를 가열해 증기를 만듭니다.
③ 복수기
정답입니다복수기는 터빈 배기증기의 열을 냉각수에 방출해 물로 응축합니다.
④ 급수펌프
오답입니다급수펌프는 응축수를 보일러 압력까지 가압합니다.
정답과 해설 보기
증기기관이나 증기터빈에서 일을 마친 수증기는 냉각수와 열교환하면서 물로 응축됩니다. 이 과정을 담당하는 장치가 복수기이며, 배기측 압력을 낮게 유지하여 터빈의 효율을 높이는 역할도 합니다.
키워드#열역학#증기기관#증기동력설비#복수기#열교환기
① 작업속도가 느려 대량생산에 적용하기 어렵다.
정답입니다저항용접은 공정시간이 짧고 자동화가 쉬워 자동차 차체 등 대량생산에 널리 사용됩니다.
② 전극과 모재 사이 접촉저항을 작게 한다.
오답입니다발열은 주로 모재 접합면에 집중해야 하므로 전극-모재 접촉저항은 작게 유지합니다.
③ 통전시간은 재질과 두께 등에 따라 다르다.
오답입니다필요 열량이 달라 재질·두께에 맞춰 전류와 통전시간을 정합니다.
④ 금속의 전기저항을 이용한다.
오답입니다I²Rt의 저항열과 가압력을 이용합니다.
정답과 해설 보기
저항용접은 모재를 전극으로 가압하고 큰 전류를 짧게 흘려 발생한 저항열로 접합합니다. 용접시간이 짧고 자동화가 쉬워 자동차 차체와 같은 제품의 대량생산에 적합합니다. 따라서 작업속도가 느리다는 ①이 틀립니다. 발열량은 Q = I2Rt로 나타냅니다.
키워드#기계공작법#용접#저항용접#접촉저항#통전시간#대량생산
① 소르바이트
정답입니다소르바이트는 비교적 느린 냉각 또는 높은 온도 변태에서 생기는 미세 펄라이트계 조직입니다.
② 잔류 오스테나이트
오답입니다잔류오스테나이트는 급랭 후에도 변태하지 않고 남은 조직입니다.
③ 투르스타이트
오답입니다투르스타이트는 소르바이트보다 빠른 냉각에서 생기는 더 미세한 변태조직입니다.
④ 마르텐사이트
오답입니다마르텐사이트는 임계냉각속도 이상의 급랭으로 형성됩니다.
정답과 해설 보기
강을 냉각할 때 냉각속도가 빠르면 마르텐사이트가 형성되고, 속도가 느려질수록 확산변태에 의한 조직이 나타납니다. 제시된 조직 중에서는 소르바이트가 가장 느린 냉각에 해당하므로 ①이 정답입니다.
키워드#기계재료#열처리#담금질#냉각속도#소르바이트#마르텐사이트
① 신속조형으로 주형이나 인서트를 제작한다.
오답입니다RP 모델을 직접 금형으로 쓰거나 패턴·인서트 제작에 활용합니다.
② 설계가 단순해지고 소프트웨어로 수축을 보상할 수 있다.
오답입니다디지털 모델을 수정해 수축과 가공여유를 반영할 수 있습니다.
③ 신속금형은 기존 기계가공 금형보다 수명이 길다.
정답입니다신속금형은 제작기간이 짧은 대신 재료·공정에 따라 정규 금형보다 수명과 내구성이 낮은 경우가 많습니다.
④ 금속분사금형과 켈툴 공정 등이 활용된다.
오답입니다금속분사와 Keltool은 대표적인 간접 신속금형 기술입니다.
정답과 해설 보기
신속금형은 적층제조나 신속조형을 이용하여 금형이나 인서트를 빠르게 제작하는 기술입니다. 시제품과 소량생산에는 유리하지만 재료와 공정에 따라 내구성이 제한되므로 기존의 정규 양산금형보다 항상 수명이 길다고 할 수 없습니다.
키워드#기계공작법#신속금형#신속조형#금속분사금형#켈툴공정
① 선삭공정공작물의 회전운동공구의 직선운동
오답입니다선삭은 공작물 회전이 주절삭운동이고 공구의 길이·반지름방향 이동이 이송입니다.
② 평삭공정공구의 회전운동공작물의 직선운동
정답입니다평삭은 공작물의 직선왕복이 절삭운동이며 공구는 간헐 직선이송합니다. 공구는 회전하지 않습니다.
③ 드릴링공정공구의 회전운동공구의 직선운동
오답입니다드릴은 회전하면서 축 방향으로 이송합니다.
④ 밀링공정공구의 회전운동공작물의 직선운동
오답입니다밀링커터가 회전하고 테이블·공작물이 직선 이송합니다.
정답과 해설 보기
선삭은 공작물이 회전하고 공구가 직선 이송하며, 드릴링과 밀링은 공구가 회전합니다. 평삭에서는 공작물의 직선 왕복운동이 절삭운동이고 공구는 간헐적으로 이송하므로 공구가 회전한다고 한 ②가 틀립니다.
키워드#기계공작법#절삭가공#절삭운동#이송운동#평삭공정#공작기계
① 급속이송→직선보간→주축시계방향회전
오답입니다G00 뒤 M03이 실행되므로 직선보간 전에 주축회전이 시작됩니다.
② 직선보간→주축정지→절삭유정지
오답입니다프로그램의 실제 순서에서 직선보간 뒤에는 G02 원호보간이 먼저입니다.
③ 주축시계방향회전→직선보간→원호보간
정답입니다M03으로 주축 시계방향 회전, G01 직선보간, G02 시계방향 원호보간 순입니다.
④ 원호보간→직선보간→주축정지
오답입니다원호보간은 직선보간 뒤에 오며 마지막 M05가 주축정지입니다.
정답과 해설 보기
프로그램은 G00 급속이송 후 M03으로 주축을 시계방향 회전시키고, G01 직선보간과 G02 시계방향 원호보간을 차례로 수행합니다. 따라서 주축 시계방향 회전, 직선보간, 원호보간의 순서를 제시한 ③이 정답입니다.
키워드#기계공작법#NC밀링#CNC프로그램#G코드#M코드#원호보간
① 너클조인트 프레스이다.
오답입니다그림은 링크가 거의 일직선이 될 때 큰 기계적 이득을 얻는 너클조인트 프레스입니다.
② 링크 A가 회전하면 램이 직선운동한다.
오답입니다구동 링크 A의 회전이 링크기구를 통해 램의 왕복직선운동으로 변환됩니다.
③ 가압행정 끝에서 큰 힘을 얻는다.
오답입니다하사점 부근에서 링크가 펴지며 매우 큰 압력을 발생시킵니다.
④ 링크 A와 B가 직각일 때 램은 상사점 또는 하사점이다.
정답입니다램의 사점은 링크가 직각일 때가 아니라 거의 일직선이 되는 토글 위치에서 나타납니다.
정답과 해설 보기
너클조인트 프레스는 링크가 거의 일직선으로 펴지는 하사점 부근에서 큰 기계적 이득과 가압력을 얻습니다. 링크 A의 회전은 램의 직선 왕복운동으로 바뀝니다. 사점은 두 링크가 직각일 때가 아니므로 ④가 틀립니다.
키워드#기계공작법#단조#프레스#너클조인트기구#사점#가압행정
① 액체가 응고 후 두 성분 결정의 일정 혼합조직이 되는 것을 공정이라 한다.
오답입니다공정반응은 하나의 액상이 동시에 두 고상으로 변해 미세 혼합조직을 만듭니다.
② 냉각 중 고용체가 정출되고 공존 액상과 반응해 새 고용체를 만드는 것을 편정이라 한다.
정답입니다고상과 액상이 반응해 새로운 고상을 만드는 L+α→β는 포정반응이며 편정반응이 아닙니다.
③ 고체에서도 균일하게 융합되어 기계적으로 성분을 구분할 수 없는 것을 고용체라 한다.
오답입니다고용체는 한 성분 원자가 다른 결정격자에 균일하게 용해된 단일 고상입니다.
④ 친화력이 큰 금속이 간단한 원자비로 결합한 별도 물질을 금속간화합물이라 한다.
오답입니다금속간화합물은 일정 조성·결정구조와 원래 금속과 다른 성질을 갖습니다.
정답과 해설 보기
공정반응은 하나의 액상이 두 고상으로 변하는 반응이고, 포정반응은 액상과 먼저 생긴 고상이 반응하여 새로운 고상을 만드는 반응입니다. ②는 포정반응을 설명하면서 편정이라고 잘못 표현했으므로 옳지 않습니다. 불변반응은 공정 L → α + β, 포정 L + α → β, 편정 L1 → L2 + α로 구분합니다.
키워드#기계재료#합금#상태도#공정반응#편정반응#고용체#금속간화합물
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