표면경화법은 표면과 내부의 성질을 다르게 만드는 열처리로, 화학적 방법인 침탄법·질화법·청화법과 물리적 방법인 고주파 경화법·화염 경화법으로 나뉩니다. 반면 템퍼링(뜨임)은 담금질로 생긴 마텐자이트의 취성을 줄이려고 재가열하는 공정이라 부품 전체의 조직을 바꾸는 열처리이며 표면경화와는 목적이 다릅니다. 따라서 ③입니다.
2개 이상의 판재를 영구적으로 결합시키는 기계요소인 리벳(rivet)에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
① 리벳 구멍은 일반적으로 리벳의 지름보다 1~1.5mm 정도 작게 뚫는다.
오답입니다 리벳 구멍은 삽입과 성형을 위해 지름보다 1~1.5mm 크게 뚫습니다.
② 리벳의 길이는 일반적으로 지름의 5배 이하로 한다.
정답입니다 리벳 길이가 지름의 5배를 넘으면 좌굴되어 머리 성형이 어렵습니다.
③ 리벳 효율은 리벳의 전단강도와 구멍이 있는 강판의 인장강도에 대한 비이다.
오답입니다 리벳 효율은 구멍이 없는 원래 강판의 인장강도에 대한 비입니다.
④ 기밀을 필요로 할 때는 리벳 작업이 끝난 후, 리벳 머리의 주위와 강판의 가장자리를 정과 같은 공구로 두드리는 풀러링 작업을 한다.
오답입니다 정으로 머리 둘레와 판 가장자리를 때리는 것은 풀러링이 아니라 코킹입니다.
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정답 ② 리벳의 길이는 일반적으로 지름의 5배 이하로 한다.
리벳 구멍은 리벳 지름보다 1~1.5mm 크게 뚫고, 리벳 길이는 판 두께 합에 지름의 1.3~1.6배를 더하되 좌굴을 피하려고 지름의 5배 이하로 잡습니다. 리벳 효율은 리벳의 전단강도를 구멍이 없는 강판의 인장강도로 나눈 값이고, 정으로 리벳 머리 둘레와 판 가장자리를 때려 기밀을 얻는 작업은 코킹입니다. 풀러링은 판 두께와 같은 나비의 공구로 때려 기밀을 더 확실히 하는 작업입니다. 따라서 ②입니다.
이산화탄소를 저장하기 위하여 구형의 용기(tank)가 사용된다. 용기의 안지름은 2m이고 벽의 두께는 2mm이며 용기 재료에서 허용되는 응력이 100MPa이라면 허용되는 용기의 최대 내부 압력의 값[kPa]은?
① 200
오답입니다 얇은 원통 공식 σ = pd/(2t)를 쓰면 나오는 값으로, 구는 분모가 4t입니다.
② 400
정답입니다 σ = pd/(4t) 를 정리해 p = 4×0.002×100MPa/2 = 400kPa입니다.
③ 600
오답입니다 벽 두께를 3mm로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
④ 800
오답입니다 벽 두께를 4mm로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 400
내압을 받는 얇은 구형 압력용기의 벽면 응력은 어느 방향으로나 같아 σ = pd/(4t)입니다. d = 2m, t = 0.002m, σ = 100MPa이므로 p = 4tσ/d = 4×0.002×100×10⁶/2 = 4×10⁵ N/m²입니다. 단위를 바꾸면 400kPa이며, 같은 조건의 원통이라면 절반인 200kPa 이 됩니다. 따라서 ②입니다.
절삭날이 하나인 단인공구(바이트)를 쓰는 공작기계는 선반, 셰이퍼, 플레이너, 슬로터, 보링머신 등입니다. 반대로 밀링머신, 드릴링머신, 브로칭머신, 호빙머신은 절삭날이 여러 개인 다인공구를 씁니다. 보기의 선반·플레이너·셰이퍼는 모두 바이트로 절삭하는 기계입니다. 따라서 ④입니다.
판재를 녹이지 않고 소성변형만으로 잇는 기계적 이음에는 시밍, 스티칭, 스테이플링, 크림핑, 리벳, 스냅인 체결 등이 있습니다. 이 가운데 두 박판의 가장자리를 서로 겹쳐 접어 눌러 붙이는 공정이 시밍이며, 통조림 캔의 몸통과 뚜껑 이음이 대표적인 예입니다. 따라서 ①입니다.
ㄱ. 재료의 탄성 한도가 높을수록 스프링백은 커진다. ㄴ. 판 두께에 대한 굽힘 반지름의 비가 클수록 스프링백은 커진다. ㄷ. V형 굽힘 가공 시 펀치 끝에 돌기를 설치하여 가공하면 스프링백이 줄어든다.
① ㄱ, ㄴ
오답입니다 ㄷ도 옳습니다 — 펀치 끝 돌기로 국부 압축을 주면 스프링백이 줄어듭니다.
② ㄱ, ㄷ
오답입니다 ㄴ도 옳습니다 — 굽힘 반지름이 두께에 비해 클수록 탄성 회복이 큽니다.
③ ㄴ, ㄷ
오답입니다 ㄱ도 옳습니다 — 탄성한도가 높으면 탄성변형 몫이 커집니다.
④ ㄱ, ㄴ, ㄷ
정답입니다 세 설명 모두 스프링백의 성질을 바르게 옮긴 것입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ ㄱ, ㄴ, ㄷ
스프링백은 굽힘 하중을 없앤 뒤 탄성변형이 회복되어 굽힘각이 되돌아가는 현상으로, 탄성한도(항복강도)가 높고 탄성계수가 작을수록, 또 판 두께에 대한 굽힘 반지름의 비 R/t 가 클수록 커집니다. V형 굽힘에서 펀치 끝에 돌기를 두어 굽힘부를 눌러 주면(바닥 누름·코이닝) 그 부분이 소성역까지 들어가 스프링백이 크게 줄어듭니다. 세 설명이 모두 옳습니다. 따라서 ④입니다.
펌프의 송출 밸브가 열린 상태에서 펌프를 정지시키면 관 속에 흐르는 유체의 속도가 변화하게 되어 관로에 급격히 압력이 높아지는 부분이 생기며, 이 고압 부분은 관로 속에서 압력파가 되어 반복하며 왕복하게 된다.
① 공동 현상(cavitation)
오답입니다 공동 현상은 국부 압력이 증기압 아래로 떨어져 기포가 생기는 현상입니다.
② 맥동 현상(surging)
오답입니다 맥동 현상은 송출 압력과 유량이 주기적으로 크게 흔들리는 현상입니다.
③ 노킹 현상(knocking)
오답입니다 노킹은 내연기관에서 일어나는 이상연소로 펌프 현상이 아닙니다.
④ 수격 현상(water hammer)
정답입니다 유속이 급변해 생긴 압력파가 관로를 왕복하는 것이 수격 현상입니다.
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정답 ④ 수격 현상(water hammer)
밸브가 열린 상태에서 펌프를 갑자기 멈추면 관 속 유체의 속도가 급격히 변하면서 운동에너지가 압력에너지로 바뀌어 국부적으로 큰 압력 상승이 생깁니다. 이 고압부가 압력파가 되어 관로를 왕복하며 관과 밸브에 충격과 소음을 주는 것이 수격 현상입니다. 조압수조나 서지탱크, 완폐 밸브로 완화합니다. 따라서 ④입니다.
니이형(column-and-knee type) 밀링머신에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 수직형 밀링머신은 아버 없이 밀링커터를 주축에 장착한다.
오답입니다 수직형은 아버 없이 커터를 주축에 직접 물리는 것이 맞습니다.
② 새들은 작업대를 지지하며 종방향으로 움직인다.
오답입니다 새들이 테이블을 받치고 니 위를 이동한다는 점은 맞는 설명입니다.
③ 오버암은 주로 수직형 밀링머신에서 쓰인다.
정답입니다 오버암은 수평형에서 아버 끝을 받쳐 주는 부분입니다.
④ 니이는 새들을 지지하며 절삭깊이 조절 및 다양한 높이를 가진 공작물의 가공이 가능하도록 수직 방향으로 움직인다.
오답입니다 니가 수직으로 오르내려 절삭깊이와 공작물 높이를 맞추는 것이 맞습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 오버암은 주로 수직형 밀링머신에서 쓰인다.
니이형 밀링머신은 칼럼에 니가 붙고 그 위에 새들과 테이블이 얹히는 구조로, 니는 수직으로 움직여 절삭깊이를 조절하고 새들은 테이블을 받치며 니 위에서 이동합니다. 오버암(overarm)은 수평형 밀링머신에서 긴 아버가 처지지 않도록 아버 지지대를 받쳐 주는 부분이며, 커터를 주축에 직접 물리는 수직형에는 아버 자체가 없어 오버암도 쓰지 않습니다. 따라서 ③입니다.
길이가 , 직경이 인 원형봉에 토크 를 가했을 때, 생기는 비틀림각을 라고 하자. 이 원형봉의 길이를 잘라 절반으로 줄이고 토크도 절반으로 줄여 가한다면, 비틀림각은?
① 0.25
정답입니다 θ ∝ TL이므로 T와 L을 각각 절반으로 하면 1/2×1/2 = 1/4 이 됩니다.
② 0.5
오답입니다 토크는 그대로 두고 길이만 절반으로 줄였을 때의 값입니다.
③ 0.75
오답입니다 θ = TL/(GJ) 에서 토크와 길이의 감소를 함께 반영하면 0.25θ이므로 어떤 계산으로도 나오지 않는 값입니다.
④
오답입니다 비틀림각이 길이에 반비례한다고 잘못 보면 두 변화가 상쇄되어 나옵니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 0.25θ
원형봉의 비틀림각은 θ = TL/(GJ) 로 토크와 길이에 각각 비례하고 가로탄성계수와 극단면2차모멘트에 반비례합니다. 지름이 그대로이므로 GJ는 변하지 않고, 길이와 토크를 모두 절반으로 하면 θ′ = (T/2)(L/2)/(GJ) = θ/4 = 0.25θ 가 됩니다. 따라서 ①입니다.
경도시험에는 압입 자국의 크기로 재는 브리넬·비커스·누프·로크웰, 반발 높이로 재는 쇼어, 고무나 플라스틱에 쓰는 듀로미터 등이 있습니다. 반면 크리프 시험은 고온에서 일정한 하중을 장시간 걸어 두고 시간에 따른 변형을 측정하는 시험으로, 경도가 아니라 고온 강도와 수명을 평가합니다. 따라서 ③입니다.
나사 제도에서 산봉우리에 해당하는 수나사의 바깥지름과 암나사의 안지름은 굵은 실선으로, 골에 해당하는 수나사와 암나사의 골지름은 가는 실선으로 그립니다. 완전나사부와 불완전나사부의 경계는 굵은 실선이고, 불완전나사부의 골밑은 축선에 대해 30° 기울인 가는 실선으로 나타냅니다. 또 나사의 호칭지름은 수나사의 바깥지름으로 표시합니다. ①의 “암나사의 골지름은 가는 실선으로 그린다”도 규정상 옳은 서술이어서 복수정답 소지가 있으나, 공식 정답표는 가장 기본이 되는 규정을 담은 ②를 정답으로 두고 있습니다. 따라서 ②입니다.
피치가 1mm인 2줄 수나사를 여러 번 회전하여 이 수나사가 축 방향으로 10mm 이동한다면, 이 수나사의 회전수는?
① 4
오답입니다 리드를 2.5mm로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
② 5
정답입니다 리드 = 줄수×피치 = 2×1 = 2mm이므로 10/2 = 5회전입니다.
③ 10
오답입니다 줄수를 무시하고 리드를 피치 1mm로 보면 10회전이 됩니다.
④ 20
오답입니다 리드를 피치의 절반인 0.5mm로 잘못 잡으면 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 5
나사가 한 바퀴 돌 때 축 방향으로 나아가는 거리는 리드이고, 리드 L = 줄수 n × 피치 p입니다. 2줄 나사에 피치가 1mm이므로 리드는 L = 2 × 1 = 2mm입니다. 축 방향 이동량 10mm를 리드로 나누면 회전수는 10/2 = 5회전입니다. 따라서 ②입니다.
직교절삭 가공 공정에서 공구의 경사각은 30°, 절삭 깊이는 0.5mm, 절삭 후 측정한 칩 두께는 1.0mm이다. 공구동력계를 이용하여 측정한 주분력과 배분력이 각각 500N과 200N일 때, 총 절삭에너지에 대한 공구-칩 접촉면에서의 마찰력 극복에 소산된 에너지의 비율[%]은? (단, =1.74로 한다.)
① 32.0
오답입니다 마찰에너지 비율은 F·r/Fc 로 구해야 하며, 마찰력 424N을 넣으면 32.0%가 아니라 42.4%가 됩니다.
② 42.4
정답입니다 F = 424N, 칩 속도비 0.5이므로 424×0.5/500 = 42.4%입니다.
③ 58.5
오답입니다 마찰이 아니라 전단면에서 소비된 에너지의 비율이 58% 부근입니다.
④ 67.4
오답입니다 칩 속도비 0.5를 곱하지 않고 335/500 을 그대로 쓰면 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 42.4
직교절삭에서 공구-칩 접촉면의 마찰력은 F = Fc sinα + Ft cosα이므로 F = 500×0.5 + 200×0.87 = 250 + 174 = 424N입니다. 칩 두께비는 r = t/tc = 0.5/1.0 = 0.5이고 칩 속도는 Vc = rV이므로, 마찰에너지 비율은 F·Vc/(Fc·V) = F·r/Fc = 424×0.5/500 = 0.424입니다. 즉 총 절삭에너지의 42.4%가 마찰 극복에 쓰입니다. 따라서 ②입니다.
표면조도를 다듬는 마무리(정밀 다듬질) 공정에는 호닝, 래핑, 슈퍼피니싱, 버니싱, 폴리싱, 버핑, 와이어브러싱 등이 있습니다. 반면 스피닝은 회전하는 맨드릴 위의 판재를 롤러나 봉으로 눌러 원통·원뿔 모양으로 만드는 판재 소성가공으로, 표면조도를 조절하는 공정이 아닙니다. 따라서 ③입니다.
4행정 사이클 가솔린 기관은 흡입·압축·폭발·배기의 네 행정으로 한 사이클을 이룹니다. 흡입 행정은 흡입 밸브만 열리고, 압축과 폭발 행정은 연소실을 밀폐해야 하므로 두 밸브 모두 닫히며, 배기 행정은 배기 밸브만 열립니다. 배기 행정에서 흡입 밸브까지 열린다고 한 ④가 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.
기하공차 기호에서 흔들림 공차는 화살표로 나타내며, 화살표 하나는 원주 흔들림, 나란한 화살표 두 개는 온 흔들림입니다. 원에 십자선을 겹친 기호는 위치도, 이중 원은 동심도(동축도), 밑변이 있는 반원은 면의 윤곽도(밑변이 없는 활 모양은 선의 윤곽도)이며, 진원도는 원 하나, 대칭도는 가로줄 세 개 모양의 기호를 씁니다. 따라서 ②입니다.
2007년 국가직 9급 기계일반 2007. 4. 14. 시행 · 국 책형 · 기출문제 Q01 Q02 Q03 Q04 Q05 Q06 Q07 Q08 Q09 Q10 Q11 Q12 Q13 Q14 Q15 Q16 Q17 Q18 Q19 Q20 Q01 ▦ 문항 목록 재료ㆍ열처리 강의 탄소 함유량이 증가함에 따라 나타나는 특성 중 옳지 않은 것은? ① 인장강도가 증가한다. 오답입니다 실제로 탄소량이 늘면 인장강도는 커집니다. 옳은 설명이므로 ‘옳지 않은 것’을 찾는 이 문제의 정답이 될 수 없습니다. ② 항복점이 증가한다. 오답입니다 탄소량 증가는 항복점도 함께 높입니다. 마찬가지로 옳은 설명이라 정답이 아닙니다. ③ 경도가 증가한다. 오답입니다 경도 역시 탄소량에 비례해 커지는 성질이므로 옳은 설명입니다. ④ 충격치가 증가한...
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