2022년 지방직 9급 기계일반 기출문제 풀이

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2022년 지방직 9급 기계일반

2022. 6. 18. 시행·A 책형 · 기출문제

Q01
문항 목록재료시험ㆍ인장시험

연강의 인장시험에서 알 수 있는 재료의 물성치가 아닌 것은?

  • 경도(hardness)
  • 연신율(elongation)
  • 탄성계수(modulus of elasticity)
  • 인장강도(tensile strength)
정답과 해설 보기
정답 ① 경도(hardness)

인장시험에서는 응력-변형률 선도로부터 탄성계수, 항복강도, 인장강도, 연신율, 단면수축률 등을 얻습니다. 경도는 압입자국의 크기나 깊이를 재는 별도의 경도시험으로 측정합니다. 따라서 알 수 없는 것은 ①입니다.

키워드#기계재료#재료시험#인장시험#경도#물성치

Q02
문항 목록크리프ㆍ고온변형

고온에서 강에 탄성한도보다 낮은 인장하중이 장시간 작용할 때 변형이 서서히 커지는 현상은?

  • 피로
  • 크리프
  • 잔류응력
  • 바우싱거 효과
정답과 해설 보기
정답 ② 크리프

크리프는 탄성한도보다 낮은 하중이라도 고온에서 오래 작용하면 변형이 서서히 누적되는 현상입니다. 온도가 높고 하중이 클수록 크리프 속도가 빨라집니다. 따라서 ②입니다.

키워드#기계재료#크리프#고온변형#정하중#탄성한도

Q03
문항 목록선반ㆍ콜릿

그림과 같이 원주를 따라 슬릿(slit)이 배열된 관형구조의 선삭용 공작물 고정장치는?

2022년 지방직 기계일반 3번 문제 그림
  • 면판
  • 콜릿
  • 연동척
  • 단동척
정답과 해설 보기
정답 ② 콜릿

그림처럼 원주를 따라 슬릿이 배열된 관형 슬리브를 테이퍼 구멍에 밀어 넣으면 슬리브가 오므라들며 공작물을 잡습니다. 지름이 작은 봉재를 빠르고 정확하게 물리는 콜릿입니다. 따라서 ②입니다.

키워드#기계공작법#선반#콜릿#척#공작물고정

Q04
문항 목록절삭가공ㆍ불연속형칩

선반 가공에서 발생하는 불연속형 칩에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  • 칩 브레이커에 의해 발생한다.
  • 가공면은 우수한 표면 정도를 갖는다.
  • 취성이 큰 재료를 작은 경사각과 큰 절삭깊이로 가공할 때 발생한다.
  • 공구와 칩 사이의 마찰로 인하여 공작물 재료의 일부분이 절삭날 근처의 경사면에 들러붙어 발생한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 취성이 큰 재료를 작은 경사각과 큰 절삭깊이로 가공할 때 발생한다.

불연속형 칩은 주철처럼 취성이 큰 재료를 작은 경사각과 큰 절삭깊이, 낮은 절삭속도로 가공할 때 생깁니다. 절삭력이 요동쳐 가공면이 거칠어지고 공구에도 충격이 갑니다. 따라서 가장 옳은 것은 ③입니다.

키워드#기계공작법#절삭가공#불연속형칩#취성재료#경사각

Q05
문항 목록정밀측정ㆍ버니어캘리퍼스

기계공작용 측정기에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  • 다이얼 게이지는 구멍의 안지름을 측정할 수 있다.
  • 블록 게이지는 원기둥의 진원도를 측정할 수 있다.
  • 마이크로미터는 회전체의 흔들림을 측정할 수 있다.
  • 버니어 캘리퍼스는 원통의 바깥지름, 안지름, 깊이를 측정할 수 있다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 버니어 캘리퍼스는 원통의 바깥지름, 안지름, 깊이를 측정할 수 있다.

버니어 캘리퍼스는 외측 조로 바깥지름을, 내측 조로 안지름을, 뒤쪽 깊이바로 깊이를 측정합니다. 다이얼 게이지는 비교측정기, 블록 게이지는 길이 기준용 표준기입니다. 따라서 가장 옳은 것은 ④입니다.

키워드#기계공작법#정밀측정#버니어캘리퍼스#다이얼게이지#블록게이지

Q06
문항 목록축이음ㆍ커플링

축이음 기계요소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 원판 클러치와 원추 클러치는 구동축과 종동축 사이에 있는 접촉면의 마찰력에 의하여 동력을 전달한다.
  • 유니버설 조인트의 구동축과 종동축이 평행하지 않을 때, 축의 회전각도에 따라 종동축과 구동축의 각속도비가 일정하지 않고 변동한다.
  • 올덤 커플링은 두 축이 평행하고 축중심이 약간 편심되어 있는 경우에 사용하는 축이음으로 원심력에 의한 진동 때문에 고속 회전에는 부적합하다.
  • 플렉시블 커플링은 두 축의 중심을 일치시키기 어렵거나 진동이 발생하기 쉬운 경우에 사용하는 커플링으로서 동작 중에 연결하거나 분리할 수 있다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 플렉시블 커플링은 두 축의 중심을 일치시키기 어렵거나 진동이 발생하기 쉬운 경우에 사용하는 커플링으로서 동작 중에 연결하거나 분리할 수 있다.

플렉시블 커플링은 고무나 스프링 같은 탄성체로 두 축의 중심 어긋남과 진동을 흡수하며 축을 계속 연결해 둡니다. 운전 중에 동력을 붙였다 뗐다 하는 것은 클러치의 역할입니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.

키워드#기계설계#축이음#커플링#클러치#플렉시블커플링

Q07
문항 목록재료시험ㆍ경도시험

경도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 다이아몬드는 지금까지 알려진 재료 중 경도가 가장 높아 깨지지 않는다.
  • 경도는 압입에 대한 재료의 저항값으로, 높은 경도의 재료는 내마모성이 좋다.
  • 브리넬 경도는 구형 압입체를 시험편에 누른 후 압입하중과 압입자국의 직경을 이용하여 측정한다.
  • 로크웰 경도는 압입체를 시험편에 초기하중으로 누른 후, 시험하중을 가해 발생하는 추가적인 압입깊이를 이용하여 측정한다.
정답과 해설 보기
정답 ① 다이아몬드는 지금까지 알려진 재료 중 경도가 가장 높아 깨지지 않는다.

경도와 인성은 서로 다른 성질입니다. 다이아몬드는 알려진 재료 중 가장 단단하지만 인성이 낮아 충격을 받으면 결정면을 따라 쉽게 갈라집니다. 따라서 옳지 않은 것은 ①입니다.

키워드#기계재료#재료시험#경도시험#브리넬경도#로크웰경도

Q08
문항 목록유량측정ㆍ오리피스

유체의 유량을 측정하는 장치로 옳지 않은 것은?

  • 위어(weir)
  • 오리피스(orifice)
  • 액주계(manometer)
  • 벤투리미터(venturi meter)
정답과 해설 보기
정답 ③ 액주계(manometer)

위어, 오리피스, 벤투리미터는 모두 유량을 구하는 장치입니다. 액주계는 액주의 높이차로 압력이나 압력차를 재는 계기이므로 유량 측정 장치로 볼 수 없습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.

키워드#유체기계#유량측정#오리피스#벤투리미터#액주계

Q09
문항 목록피로ㆍ피로수명

재료의 피로수명을 향상시킬 수 있는 공정으로 옳지 않은 것은?

  • 연마
  • 표면경화
  • 전기도금
  • 숏피닝(shot peening)
정답과 해설 보기
정답 ③ 전기도금

피로균열은 표면에서 시작하므로 표면을 매끄럽게 하거나 압축 잔류응력을 주면 수명이 늘어납니다. 크롬도금 같은 전기도금은 인장 잔류응력과 수소취성 때문에 오히려 피로강도를 떨어뜨립니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.

키워드#기계재료#피로#피로수명#숏피닝#전기도금

Q10
문항 목록단위계ㆍ물리량환산

(가)와 (나)가 같은 크기의 물리량으로 짝지어지지 않은 것은? (단, 중력가속도는 9.8 m/s2이다)

(가)(나)
  • 3,000 rpm100π rad/s
  • 1 PS75 J/s
  • 1 MPa1,000 kN/m²
  • 100 kgf980 N
정답과 해설 보기
정답 ② (가) 1 PS / (나) 75 J/s

1 PS는 75 kgf·m/s이고 1 kgf는 9.8 N이므로 1 PS는 약 735 J/s입니다. 단위에서 kgf를 빠뜨리면 75 J/s로 잘못 보게 됩니다. 나머지 세 쌍은 환산하면 서로 같은 값입니다. 따라서 짝지어지지 않은 것은 ②입니다.

1 PS = 75 kgf·m/s = 75 × 9.8 = 735 J/s ≠ 75 J/s

키워드#재료역학#단위계#물리량환산#마력#kgf

Q11
문항 목록키ㆍ둥근키

둥근키에 대한 설명으로 옳은 것은?

  • 축을 키의 폭만큼 평평하게 깎아서 키를 때려 박아 토크를 전달한다.
  • 기울기가 없는 키를 사용하여 보스가 축 방향으로 이동할 수 있도록 하면서 토크를 전달한다.
  • 키 홈을 파지 않고 축과 보스 사이에 원추(원뿔)를 끼워 박아서 마찰력으로 토크를 전달한다.
  • 축과 보스를 끼워 맞춤하고 축과 보스 사이에 구멍을 가공하여 원형단면의 평행핀 또는 테이퍼핀을 때려 박아서 토크를 전달한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 축과 보스를 끼워 맞춤하고 축과 보스 사이에 구멍을 가공하여 원형단면의 평행핀 또는 테이퍼핀을 때려 박아서 토크를 전달한다.

둥근키는 축과 보스를 조립한 뒤 경계면에 구멍을 뚫고 원형 단면의 평행핀이나 테이퍼핀을 박는 방식입니다. 가공이 쉽지만 전달할 수 있는 토크는 작습니다. 따라서 옳은 것은 ④입니다.

키워드#기계설계#키#둥근키#평행핀#토크전달

Q12
문항 목록나사ㆍ나사마찰

나사에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 마찰계수와 나선각(리드각)이 같을 경우 삼각나사보다 사각나사의 마찰력이 크다.
  • 나사의 마찰각이 나사의 나선각(리드각)보다 큰 경우에는 저절로 풀리지 않는다.
  • 미터 보통나사의 나사산각은 60°이고, 수나사의 바깥지름[mm]을 호칭치수로 한다.
  • 나사의 자립은 외력이 작용하지 않을 경우 나사가 저절로 풀리지 않는 상태를 말한다.
정답과 해설 보기
정답 ① 마찰계수와 나선각(리드각)이 같을 경우 삼각나사보다 사각나사의 마찰력이 크다.

삼각나사는 나사산각 때문에 등가 마찰계수가 커집니다. 그래서 마찰이 큰 삼각나사는 체결용으로, 마찰이 작아 효율이 높은 사각나사는 동력전달용으로 씁니다. 따라서 옳지 않은 것은 ①입니다.

키워드#기계설계#나사#나사마찰#자립조건#삼각나사

Q13
문항 목록기어ㆍ평기어

평기어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 인벌류트 기어의 물림률을 증가시키려면 접촉호의 길이를 크게 해야 한다.
  • 인벌류트 기어에서 언더컷은 잇수가 적을 때 혹은 압력각이 작을 때 발생하기 쉽다.
  • 인벌류트 기어에서 피치원지름이 일정할 경우, 모듈(module)이 커질수록 잇수는 적어지고 이높이는 커진다.
  • 사이클로이드 기어는 이의 마멸이 균일하고 작용할 수 있는 추력(thrust)이 커서 주로 동력전달장치, 공작기계 등에 사용한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 사이클로이드 기어는 이의 마멸이 균일하고 작용할 수 있는 추력(thrust)이 커서 주로 동력전달장치, 공작기계 등에 사용한다.

사이클로이드 치형은 이의 마멸이 균일하고 효율이 좋지만 두 축의 중심거리가 정확해야 하고 제작이 어렵습니다. 그래서 시계나 계측기 같은 정밀 소형기구에 쓰고, 동력전달과 공작기계에는 인벌류트 기어를 씁니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.

키워드#기계설계#기어#평기어#인벌류트치형#사이클로이드치형

Q14
문항 목록특수가공ㆍ방전가공

가공공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 전자빔가공은 진공챔버에서 수행된다.
  • 초음파가공은 세라믹, 유리 등 단단하고 취성이 큰 재료의 가공에 적합하다.
  • 레이저가공은 광학렌즈에 의해 집중된 빛을 이용하며 기화나 용융에 의해 재료를 제거하는 공정이다.
  • 방전가공은 공구(전극)와 공작물 사이에 있는 전해액 속에서 생성된 스파크에 의해 재료를 제거하는 공정이다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 방전가공은 공구(전극)와 공작물 사이에 있는 전해액 속에서 생성된 스파크에 의해 재료를 제거하는 공정이다.

방전가공은 등유나 탈이온수 같은 절연성 가공액 속에서 공구전극과 공작물 사이에 반복 스파크를 일으켜 재료를 녹여 제거합니다. 전해액 속에서 전기화학반응으로 재료를 녹이는 것은 전해가공입니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.

키워드#기계공작법#특수가공#방전가공#전해가공#초음파가공

Q15
문항 목록가솔린기관ㆍ피스톤행정

가솔린기관에서 크랭크축이 1회전하는 동안, 소요 시간은 150초이고 피스톤의 평균이동속도는 10 m/s이다. 피스톤의 행정거리(stroke)[mm]는?

  • 50
  • 100
  • 200
  • 400
정답과 해설 보기
정답 ② 100

크랭크축이 1회전하면 피스톤은 상사점에서 하사점까지 갔다가 되돌아오므로 이동거리는 행정의 2배입니다. 이동거리가 10 m/s × 1/50 s = 0.2 m = 200 mm이므로 행정은 100 mm입니다. 따라서 ②입니다.

이동거리 = vt = 10 × 150 = 0.2 m = 200 mm · 행정 L = 2002 = 100 mm

키워드#내연기관#가솔린기관#피스톤행정#평균속도#크랭크축

Q16
문항 목록냉동기ㆍ압축기

냉동기용 압축기의 종류 중 원심식압축기(터보압축기)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  • 실린더 안에서 왕복 운동하는 피스톤에 의해 냉매를 흡입, 압축하여 배출한다.
  • 실린더 안에 설치된 암·수 두 개의 로터(rotor) 사이의 공간으로 냉매를 흡입, 압축하여 배출한다.
  • 임펠러(impeller)가 고속 회전할 때 생기는 원심력을 이용하여 냉매를 흡입, 압축하여 배출한다.
  • 회전축에 대하여 편심된 회전자의 회전에 의해 회전자와 실린더 사이로 냉매를 흡입, 압축하여 배출한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 임펠러(impeller)가 고속 회전할 때 생기는 원심력을 이용하여 냉매를 흡입, 압축하여 배출한다.

원심식 압축기는 임펠러가 냉매를 반지름 방향으로 밀어내면서 속도에너지를 압력으로 바꿉니다. 대용량 냉동기에 적합하고 맥동이 적습니다. 따라서 옳은 것은 ③입니다.

키워드#공기조화#냉동기#압축기#원심식압축기#임펠러

Q17
문항 목록왕복펌프ㆍ플런저펌프

왕복 펌프에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 송출 압력이 낮은 곳에서는 피스톤 펌프보다 플런저 펌프가 사용된다.
  • 피스톤 펌프는 실린더 내에서 피스톤을 왕복 운동시켜 유체를 흡입하고 송출한다.
  • 버킷 펌프는 피스톤 중앙부에 구멍을 뚫어 밸브를 설치한 것으로 수동 펌프로 사용된다.
  • 유체의 누설이 차단되는 다이어프램 펌프는 이물질이 혼입되지 않아야 하는 식품제조 공정에서 사용한다.
정답과 해설 보기
정답 ① 송출 압력이 낮은 곳에서는 피스톤 펌프보다 플런저 펌프가 사용된다.

피스톤 펌프는 지름이 크고 행정이 짧아 저압·대유량에, 플런저 펌프는 지름이 작고 밀봉이 확실해 고압에 적합합니다. 따라서 옳지 않은 것은 ①입니다.

키워드#유체기계#왕복펌프#플런저펌프#피스톤펌프#다이어프램펌프

Q18
문항 목록소성가공ㆍ블랭킹

금속의 소성 가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 금속 박판의 블랭킹 공정에서 펀치 직경은 제품 직경과 같게 설계한다.
  • 금속 박판의 굽힘가공에서 스프링백(springback)은 과도굽힘으로 보정할 수 있다.
  • 형단조에서 플래시는 재료가 금형 내 복잡한 세부 부분까지 채워지도록 도와준다.
  • 딥드로잉 공정에서 설계 제품의 드로잉비가 한계를 초과한 경우, 두 번 이상의 단계로 드로잉을 수행한다.
정답과 해설 보기
정답 ① 금속 박판의 블랭킹 공정에서 펀치 직경은 제품 직경과 같게 설계한다.

블랭킹에서는 떨어져 나온 블랭크가 제품이므로 다이 구멍 치수를 제품 치수에 맞추고 펀치는 틈새만큼 작게 만듭니다. 반대로 피어싱에서는 뚫린 구멍이 제품이므로 펀치 치수를 제품 치수에 맞춥니다. 따라서 옳지 않은 것은 ①입니다.

키워드#기계공작법#소성가공#블랭킹#스프링백#딥드로잉

Q19
문항 목록적층제조ㆍ3D프린팅

층(layer)을 쌓아 제품을 제작하는 방식인 적층제조(additive manufacturing) 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 조립과정을 거쳐야만 구현 가능한 복잡한 내부 형상을 가진 부품을 일체형으로 제작할 수 있다.
  • FDM(fused deposition modeling) 공정으로 제작된 제품은 경사면이 계단형이다.
  • SLS(selective laser sintering) 공정은 돌출부를 지지하기 위한 별도의 구조물이 필요하다.
  • 분말층 위에 접착제를 프린팅하는 공정을 이용하여 세라믹 제품의 제작이 가능하다.
정답과 해설 보기
정답 ③ SLS(selective laser sintering) 공정은 돌출부를 지지하기 위한 별도의 구조물이 필요하다.

SLS는 분말베드 안에서 레이저가 지나간 부분만 소결되고 나머지 분말이 그대로 남아 돌출부를 받쳐 줍니다. 별도의 지지구조가 필요한 것은 FDM이나 SLA처럼 용융물·액체를 쌓는 방식입니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.

키워드#기계공작법#적층제조#3D프린팅#SLS#FDM

Q20
문항 목록소성가공ㆍ압연

평판 압연 공정에서 압하량(draft)과 압하력(roll force)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  • 마찰계수가 클수록 최대 압하량은 증가한다.
  • 평판의 폭이 증가할수록 압하력은 증가한다.
  • 동일한 압하량에서 압연롤의 직경이 증가할수록 압하력은 증가한다.
  • 동일한 압하량에서 평판의 초기 두께가 증가할수록 압하력은 증가한다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 동일한 압하량에서 평판의 초기 두께가 증가할수록 압하력은 증가한다.

압하력은 평균 유동응력 × 폭 × 접촉호 길이로 정해지고, 접촉호 길이는 롤 반지름과 압하량의 곱의 제곱근입니다. 압하량과 롤 지름, 폭이 같다면 초기 두께가 달라져도 압하력은 크게 달라지지 않습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.

키워드#기계공작법#소성가공#압연#압하량#압하력

문제 출처 · 2022년도 지방직 9급 기계일반 (A 책형, 2022. 6. 18. 시행)·해설 · 자체 작성
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