2023년 국가직 9급 기계일반 기출문제 풀이
2023년 국가직 9급 기계일반
① 비드용접(bead weld)
오답입니다비드용접은 모재 표면에 용착금속을 연속해서 놓는 용접입니다.
② 플러그용접(plug weld)
정답입니다구멍을 용가재로 채워 겹친 다른 모재와 접합하는 방식이 플러그용접입니다.
③ 그루브용접(groove weld)
오답입니다그루브용접은 맞댄 모재의 홈을 따라 접합하는 용접입니다.
④ 덧살올림용접(build-up weld)
오답입니다덧살올림용접은 표면의 치수 복원이나 내마모성 향상을 위해 금속을 덧붙이는 용접입니다.
정답과 해설 보기
플러그용접은 한쪽 모재에 만든 원형 또는 긴 구멍을 용착금속으로 채워 겹친 모재를 접합합니다. 문제의 구멍을 채운다는 조건에 해당합니다. 따라서 ②입니다.
키워드#기계공작법#용접#플러그용접#용접부형식#겹치기이음
① 헬리컬기어는 평행한 두 축 사이에서 동력을 전달한다.
정답입니다헬리컬기어는 평행축 사이에서 부드럽게 동력을 전달할 수 있습니다.
② 스퍼기어에서 모듈은 기어의 잇수를 피치원 지름으로 나눈 값이다.
오답입니다모듈은 피치원 지름을 잇수로 나눈 값입니다.
③ 하이포이드기어는 두 축이 수직이고 축 중심이 서로 교차하는 경우에 사용하는 기어이다.
오답입니다하이포이드기어의 두 축은 교차하지 않고 어긋나 있습니다.
④ 사이클로이드 치형은 원통에 감긴 실을 팽팽하게 잡아당기면서 풀어 나갈 때 실의 한 점이 그리는 궤적과 같다.
오답입니다실을 원에서 풀 때의 궤적은 인벌류트이며 사이클로이드가 아닙니다.
정답과 해설 보기
헬리컬기어는 이가 축 방향에 대해 비스듬하며 평행한 두 축 사이의 동력 전달에 사용됩니다. 맞물림이 점진적이어서 스퍼기어보다 운전이 부드럽습니다. 따라서 옳은 것은 ①입니다.
키워드#기계설계#기어#헬리컬기어#모듈#하이포이드기어#인벌류트치형
① 미터나사이다.
오답입니다M으로 표시된 나사는 미터나사입니다.
② 피치는 2 mm이다.
오답입니다× 2는 피치가 2 mm임을 뜻합니다.
③ 리드는 2 mm이다.
오답입니다별도 표시가 없는 한 줄 나사이므로 리드는 피치와 같은 2 mm입니다.
④ 유효지름은 20 mm이다.
정답입니다20 mm는 호칭지름이며 유효지름은 이보다 작습니다.
정답과 해설 보기
M20 × 2에서 20은 호칭지름, 2는 피치입니다. 한 줄 나사의 리드는 2 mm이지만 유효지름을 20 mm로 볼 수는 없습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.
키워드#기계설계#나사#미터나사#호칭지름#피치와리드#유효지름
① 서징(surging)
정답입니다토출량과 압력이 주기적으로 변동하면서 배관에 진동과 소음을 일으키는 현상이 서징입니다.
② 공동현상(cavitation)
오답입니다공동현상은 국부 압력 저하로 기포가 발생하고 붕괴하는 현상입니다.
③ 오일포밍(oil foaming)
오답입니다오일포밍은 윤활유에 공기가 섞여 거품이 생기는 현상입니다.
④ 축추력현상(axial thrust force)
오답입니다축추력은 임펠러 양쪽의 압력차 때문에 축 방향 힘이 발생하는 현상입니다.
정답과 해설 보기
서징은 펌프 운전점이 불안정해져 유량과 압력이 주기적으로 변동하는 현상입니다. 이 변동이 흡입·토출 배관의 진동과 소음으로 나타납니다. 따라서 ①입니다.
키워드#유체기계#펌프#서징#공동현상#유량변동
① 주물용 알루미늄 합금인 실루민(silumin)은 절삭성이 좋다.
오답입니다실루민은 주조성과 내식성이 좋지만 절삭성이 좋은 합금으로 분류하지 않습니다.
② 내식용 알루미늄 합금은 Al에 Cu, Ni, Fe 등을 첨가하여 내식성을 높인 것이다.
오답입니다Cu, Ni, Fe는 일반적으로 알루미늄의 내식성을 높이는 대표 첨가 조합이 아닙니다.
③ Al에 Cu, Si 등을 첨가한 다이캐스팅용 합금으로는 알클래드(alclad)가 있다.
오답입니다알클래드는 고강도 알루미늄 합금 표면에 순알루미늄을 입힌 판재입니다.
④ 초두랄루민(super duralumin)은 시효경화(age hardening)를 통해 강도를 높인 것이다.
정답입니다초두랄루민은 용체화처리 후 시효경화로 강도를 높이는 열처리형 합금입니다.
정답과 해설 보기
초두랄루민은 Al-Cu-Mg-Zn계의 고강도 합금으로 시효경화를 이용합니다. 석출물이 전위 이동을 방해하면서 강도가 증가합니다. 따라서 옳은 것은 ④입니다.
키워드#기계재료#비철금속#알루미늄합금#초두랄루민#시효경화#실루민
① 유리, 탄소를 섬유로 사용할 수 있다.
오답입니다유리섬유와 탄소섬유는 대표적인 강화재입니다.
② 폴리에스테르, 에폭시를 기지로 사용할 수 있다.
오답입니다폴리에스테르와 에폭시는 대표적인 열경화성 수지 기지입니다.
③ 섬유를 한 방향으로 정렬하면 소재의 이방성이 감소한다.
정답입니다섬유를 한 방향으로 정렬하면 방향별 성질 차이가 커져 이방성이 증가합니다.
④ 섬유를 액체 기지에 넣은 후 다이를 통과시켜 만드는 방법을 펄트루전법(pultrusion)이라고 한다.
오답입니다펄트루전은 함침한 섬유를 다이로 연속 인발하여 일정 단면 제품을 만드는 공정입니다.
정답과 해설 보기
일방향 섬유강화재는 섬유 방향의 강성과 강도가 크고 그 직각 방향은 상대적으로 작습니다. 따라서 섬유를 한 방향으로 정렬하면 이방성이 감소하는 것이 아니라 증가합니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.
키워드#기계재료#복합재료#섬유강화플라스틱#이방성#펄트루전
진응력(σ)과 진변형률(ε)의 관계가 σ = Kεⁿ (K: 강도계수, n: 변형경화지수)인 금속재료를 진변형률이 0부터 ε₁이 될 때까지 변화시켰을 때, 소요된 단위 부피당 에너지를 구하면? (단, 주어진 식은 탄성영역 및 소성영역에 모두 적용되고 에너지 손실은 없다)
① Kε1nn
오답입니다에너지는 응력을 변형률에 대해 적분해야 하므로 이 식은 지수와 분모가 맞지 않습니다.
② Kε1n+1n
오답입니다적분하면 분모는 n이 아니라 n + 1이 됩니다.
③ Kε1nn+1
오답입니다적분 결과에는 ε의 지수가 n + 1로 증가해야 합니다.
④ Kε1n+1n+1
정답입니다단위 부피당 에너지는 ∫₀^ε₁ Kεⁿdε = Kε₁ⁿ⁺¹/(n+1)입니다.
정답과 해설 보기
단위 부피당 변형에너지는 응력－변형률 곡선 아래 면적입니다. σ = Kεⁿ을 0에서 ε₁까지 적분하면 Kε₁ⁿ⁺¹/(n + 1)이 됩니다. 따라서 ④입니다.
u = ∫0ε1 Kεn dε = Kε1n+1n+1
키워드#재료역학#진응력#진변형률#변형경화지수#변형에너지
① 기공(blow hole)
오답입니다기공은 가스가 빠져나가지 못해 주물 내부에 빈 공간이 생긴 결함입니다.
② 개재물(inclusion)
오답입니다개재물은 슬래그나 산화물 같은 이물질이 주물에 갇힌 결함입니다.
③ 콜드셧(cold shut)
정답입니다두 용탕 흐름이 충분히 융합되지 않아 경계가 남는 결함이 콜드셧입니다.
④ 편석(segregation)
오답입니다편석은 응고 과정에서 합금 원소의 농도가 불균일해지는 현상입니다.
정답과 해설 보기
콜드셧은 서로 만난 용탕의 온도가 낮거나 유동성이 부족하여 하나로 융합되지 못할 때 생깁니다. 주물 표면이나 내부에 선 모양의 경계가 남습니다. 따라서 ③입니다.
키워드#기계공작법#주조#주물결함#콜드셧#용탕유동
① 대형 공작물은 연삭하기 어렵다.
오답입니다센터리스 연삭은 지지 방식의 특성상 크고 무거운 공작물에는 적용하기 어렵습니다.
② 고도로 숙련된 작업자가 필요하다.
정답입니다센터나 척을 맞추는 작업이 필요 없고 자동화가 쉬워 고도의 숙련이 반드시 요구되지는 않습니다.
③ 센터나 척(chuck) 없이 공작물을 연삭한다.
오답입니다연삭숫돌, 조정숫돌, 받침판으로 공작물을 지지하므로 센터나 척을 쓰지 않습니다.
④ 원통외면을 연속적으로 연삭하면 생산속도가 높다.
오답입니다통과이송 방식은 원통 외면을 연속 가공할 수 있어 생산성이 높습니다.
정답과 해설 보기
센터리스 연삭은 공작물을 센터나 척에 고정하지 않고 연삭숫돌과 조정숫돌 사이에서 가공합니다. 연속 작업과 자동화가 쉬워 고도로 숙련된 작업자가 반드시 필요한 방식은 아닙니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.
키워드#기계공작법#연삭가공#센터리스연삭#조정숫돌#생산성
다음은 탄소 0.6 %를 함유하고 있는 강을 준평형상태 조건에서 상온부터 서서히 가열할 때, 발생하는 조직의 변화를 나타낸 것이다. (가), (나), (다)에 들어갈 말을 바르게 짝 지은 것은? (단, 탄소는 Fe₃C로 존재한다)
α + 시멘타이트 → (가) → (나) → (다) → 액상
① α + γγδ + 액상
오답입니다0.6% C 강은 액상 직전 γ와 액상이 공존하므로 (다)가 맞지 않습니다.
② α + γγγ + 액상
정답입니다가열 초기에 α + γ 영역을 거쳐 단상 γ가 되고, 이후 γ + 액상 영역을 거칩니다.
③ γ + 시멘타이트γγ + 액상
오답입니다가열 시 공석변태 전후에 γ + 시멘타이트 조합으로 시작하지 않습니다.
④ γ + 시멘타이트δδ + 액상
오답입니다0.6% C 강의 가열 과정에서 단상 δ를 거치는 배열이 아닙니다.
정답과 해설 보기
0.6% C 아공석강을 가열하면 α + 시멘타이트에서 α + γ, γ 순으로 변합니다. 더 가열하면 γ + 액상 영역을 거쳐 완전히 액상이 됩니다. 따라서 ②입니다.
키워드#기계재료#철탄소상태도#아공석강#오스테나이트#시멘타이트#가열조직
① 디젤사이클
오답입니다디젤사이클은 압축점화 왕복기관의 이상 사이클입니다.
② 랭킨사이클
정답입니다보일러·터빈·복수기·펌프로 구성되는 증기동력장치의 이상 사이클은 랭킨사이클입니다.
③ 오토사이클
오답입니다오토사이클은 불꽃점화 왕복기관의 이상 사이클입니다.
④ 브레이튼사이클
오답입니다브레이튼사이클은 가스터빈의 이상 사이클입니다.
정답과 해설 보기
랭킨사이클은 물을 작동유체로 하여 펌프 압축, 보일러 가열, 터빈 팽창, 복수기 방열 과정을 반복합니다. 증기동력 발전 설비를 대표하는 이상 사이클입니다. 따라서 ②입니다.
키워드#열역학#동력사이클#랭킨사이클#증기동력#보일러
용융 합금을 급속 냉각시켜 원자배열이 무질서하며 높은 투자율이나 매우 낮은 자기이력손실(magnetic hysteresis loss) 등의 특성을 가진 합금은?
① 비정질합금
정답입니다용탕을 급랭하여 결정화가 억제된 비정질합금은 무질서한 원자배열과 우수한 연자성 특성을 가집니다.
② 초소성합금
오답입니다초소성합금은 특정 조건에서 매우 큰 연신율을 나타내는 합금입니다.
③ 초내열합금
오답입니다초내열합금은 고온에서 강도와 내식성을 유지하도록 만든 합금입니다.
④ 형상기억합금
오답입니다형상기억합금은 변형 후 가열하면 원래 형상으로 돌아오는 합금입니다.
정답과 해설 보기
비정질합금은 용융 상태에서 매우 빠르게 냉각하여 규칙적인 결정 구조가 형성되지 않은 금속입니다. 자벽 이동을 방해하는 결정립계가 적어 높은 투자율과 낮은 자기이력손실을 얻을 수 있습니다. 따라서 ①입니다.
키워드#기계재료#신소재#비정질합금#급속응고#투자율#자기이력손실
① 클러치는 운전 중 필요에 따라 탈착이 가능한 축이음이다.
오답입니다클러치는 운전 중 두 축의 동력 전달을 연결하거나 차단할 수 있습니다.
② 코터는 회전축에 기어, 풀리 등을 고정하여 회전력을 전달하는 것이다.
정답입니다회전축에 기어와 풀리를 고정해 토크를 전달하는 요소는 키이며, 코터는 주로 축 방향 하중을 받는 두 부재를 잇습니다.
③ 나사는 부품을 결합하거나 위치를 조정하며, 힘을 전달하기 위해 사용하는 것이다.
오답입니다나사는 체결뿐 아니라 위치 조정과 동력 전달에도 사용됩니다.
④ 리벳이음은 미리 구멍이 뚫려 있는 강판에 리벳을 끼우고 머리를 만들어 결합시키는 것이다.
오답입니다리벳은 구멍에 끼운 뒤 반대쪽 머리를 성형하여 영구 이음을 만듭니다.
정답과 해설 보기
코터는 왕복운동 부재 등을 결합하여 축 방향 인장·압축력을 전달하는 쐐기형 요소입니다. 회전축과 기어·풀리 사이에서 회전력을 전달하는 것은 키입니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.
키워드#기계설계#기계요소#클러치#코터#키#리벳이음
① 수직형 밀링머신은 홈가공이 가능하다.
오답입니다수직형에서는 엔드밀 등을 이용해 홈을 가공할 수 있습니다.
② 주축의 방향에 따라 수직형과 수평형으로 나눌 수 있다.
오답입니다밀링머신은 주축 방향에 따라 수직형과 수평형으로 구분할 수 있습니다.
③ 수평형 밀링머신은 한 개의 날을 가진 커터를 사용한다.
정답입니다수평형 밀링머신은 원주에 여러 날이 있는 밀링커터를 주로 사용합니다.
④ 수직형 밀링머신은 절삭공구로 엔드밀을 사용할 수 있다.
오답입니다수직형 주축에는 엔드밀을 장착하여 다양한 형상을 가공할 수 있습니다.
정답과 해설 보기
밀링커터는 일반적으로 여러 개의 절삭날이 차례로 절삭하는 다인 공구입니다. 수평형 밀링머신이 한 개의 날을 가진 커터만 사용한다는 설명은 옳지 않습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.
키워드#기계공작법#밀링#수직형밀링#수평형밀링#엔드밀#다인공구
① 연삭숫돌의 조직이 치밀한 경우
오답입니다조직이 치밀하면 기공이 작아 연삭칩이 빠져나가기 어렵고 눈메움이 생기기 쉽습니다.
② 연삭숫돌 입도 번호가 작은 경우
정답입니다입도 번호가 작으면 굵은 입자와 큰 기공을 가지므로 칩 배출이 쉬워 눈메움의 일반적 원인이 아닙니다.
③ 연삭작업 시 연삭 깊이가 큰 경우
오답입니다연삭 깊이가 크면 발생하는 칩의 양이 늘어 눈메움이 생기기 쉽습니다.
④ 연삭숫돌의 원주속도가 느린 경우
오답입니다원주속도가 느리면 절삭 깊이가 커지고 칩이 숫돌 표면에 달라붙기 쉬워질 수 있습니다.
정답과 해설 보기
눈메움은 연삭칩이 숫돌의 기공을 채우거나 입자 표면에 부착되는 현상입니다. 거친 입도는 칩 포켓이 커서 배출에 유리하므로 입도 번호가 작은 것은 일반적인 원인이 아닙니다. 따라서 일반적인 원인이 아닌 것은 ②입니다.
키워드#기계공작법#연삭숫돌#눈메움#입도번호#조직#칩배출
① 역화가 발생하였을 때는 산소 밸브를 닫는다.
오답입니다역화 시에는 우선 산소 밸브를 닫아 연소를 차단합니다.
② 산소 호스와 아세틸렌 호스는 색깔로 구분하여 사용한다.
오답입니다가스 혼동을 막기 위해 산소와 아세틸렌 호스는 정해진 색으로 구분합니다.
③ 작업 완료 후에는 산소 밸브를 먼저 닫고 아세틸렌 밸브를 닫는다.
오답입니다작업 종료 시 토치의 산소 밸브를 먼저 닫고 아세틸렌 밸브를 닫습니다.
④ 토치 점화 시, 조정기의 압력을 조정하고 나서 산소 밸브를 열고 점화한 후 아세틸렌 밸브를 연다.
정답입니다점화할 때는 아세틸렌 밸브를 먼저 열어 점화한 뒤 산소를 공급하여 불꽃을 조정합니다.
정답과 해설 보기
토치 점화는 아세틸렌을 소량 열어 점화한 다음 산소 밸브를 열어 중성불꽃 등으로 조정합니다. 산소를 먼저 열고 점화한다는 절차는 안전한 점화 순서가 아닙니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.
키워드#기계공작법#가스용접#산소아세틸렌#점화순서#역화#안전수칙
① 절삭행정과 귀환행정의 길이가 같다.
오답입니다램의 왕복 경로가 같으므로 절삭행정과 귀환행정의 길이는 같습니다.
② 일반적으로 공작물은 바이스에 고정한다.
오답입니다셰이퍼에서는 공작물을 테이블 위 바이스 등에 고정합니다.
③ 수평가공, 각도가공, 홈가공 등을 할 수 있다.
오답입니다공구대와 테이블을 조정하여 평면, 경사면, 홈 등을 가공할 수 있습니다.
④ 바이트의 이동방향에 평행하게 공작물이 이동하여 가공된다.
정답입니다공작물의 이송은 일반적으로 바이트의 왕복 절삭방향과 직각으로 이루어집니다.
정답과 해설 보기
셰이퍼는 바이트가 왕복하며 절삭하고 공작물은 절삭행정과 직각 방향으로 간헐 이송됩니다. 공작물이 바이트 이동방향과 평행하게 이동한다는 설명은 옳지 않습니다. 따라서 옳지 않은 것은 ④입니다.
키워드#기계공작법#셰이퍼#급속귀환기구#왕복절삭#이송방향
① 절삭속도가 증가하면 공구수명이 감소한다.
오답입니다절삭속도가 커지면 온도와 마모가 증가하여 공구수명이 짧아집니다.
② 이송속도가 증가하면 공구수명이 감소한다.
오답입니다이송량이 커지면 절삭부하와 발열이 증가하여 공구수명이 감소합니다.
③ 절삭온도가 높아지면 공구수명이 증가한다.
정답입니다절삭온도가 높아지면 확산·산화·연화 등에 의한 마모가 촉진되어 공구수명이 감소합니다.
④ 공작물의 미세조직은 공구수명에 영향을 준다.
오답입니다공작물의 경도와 미세조직은 절삭성과 공구 마모에 영향을 줍니다.
정답과 해설 보기
절삭온도가 상승하면 공구 재료가 연화되고 마모 반응이 촉진됩니다. 따라서 절삭온도가 높아질수록 공구수명은 증가하는 것이 아니라 감소합니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.
키워드#기계공작법#절삭가공#공구수명#절삭속도#절삭온도#이송속도
① 초경공구의 치밀화에 사용된다.
오답입니다HIP는 초경합금 내부 기공을 제거하고 치밀도를 높이는 데 사용됩니다.
② 가압 매개체로는 주로 물을 사용한다.
정답입니다HIP는 고온에서 불활성 가스인 아르곤 등을 압력 매개체로 사용하며 물을 사용하지 않습니다.
③ 균일한 결정립 구조의 압축생형(green compact)을 제조할 수 있다.
오답입니다전 방향에서 균일한 압력을 가하므로 치밀하고 균일한 조직을 얻을 수 있습니다.
④ 일반적으로 냉간등압성형(CIP: cold isostatic pressing)에 비해 낮은 압력범위에서 이루어진다.
오답입니다고온에서 소성변형과 확산이 촉진되어 CIP보다 비교적 낮은 압력에서도 치밀화할 수 있습니다.
정답과 해설 보기
열간등압성형은 밀폐 용기 안에서 고온의 불활성 가스를 이용해 모든 방향으로 압력을 가합니다. 물은 주로 냉간등압성형의 압력 매체로 사용됩니다. 따라서 옳지 않은 것은 ②입니다.
키워드#기계공작법#분말야금#열간등압성형#냉간등압성형#치밀화#불활성가스
① 반동수차에는 프란시스수차, 프로펠러수차가 있다.
오답입니다프란시스수차와 프로펠러수차는 압력 변화와 반동을 이용하는 반동수차입니다.
② 펠톤수차는 큰 낙차와 노즐분사에 의한 충동력을 이용한다.
오답입니다펠톤수차는 고낙차의 물을 노즐에서 분사하여 버킷에 충돌시키는 충동수차입니다.
③ 수력효율은 회전차를 지나는 유량을 수차에 공급되는 유량으로 나눈 값이다.
정답입니다회전차를 지나는 유량과 공급 유량의 비는 용적효율이며, 수력효율은 이론수두에 대한 실제 전달수두의 비입니다.
④ 수차의 이론적인 출력은 유체의 비중량[N/m³], 유효낙차[m], 유량[m³/s]의 곱으로 표현할 수 있다.
오답입니다이론출력은 비중량 γ, 유량 Q, 유효낙차 H의 곱인 γQH로 나타냅니다.
정답과 해설 보기
수력효율은 물이 가진 유효수두 중 회전차에 실제로 전달된 비율을 나타냅니다. 회전차 통과 유량을 공급 유량으로 나눈 값은 용적효율이므로 두 효율을 구분해야 합니다. 따라서 옳지 않은 것은 ③입니다.
키워드#유체기계#수차#반동수차#충동수차#수력효율#유효낙차
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