기계설계산업기사 필기 기출문제복원 (2002-09-08)

기계설계산업기사
(2002-09-08 기출문제)

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1과목: 기계가공법 및 안전관리

1. b=200mm, h=150mm의 직사각형 단면을 가진 길이 2.5m의 기둥에서 세장비(細長比)의 값은?

  1. 45
  2. 58
  3. 65
  4. 78
(정답률: 34%)
  • 세장비(細長比)는 기둥의 높이와 단면의 비율을 나타내는 값입니다. 따라서 세장비(細長比)는 h/b로 계산할 수 있습니다. 여기서 h는 기둥의 높이, b는 기둥의 단면의 가로 길이입니다.

    h = 2.5m = 2500mm
    b = 200mm

    세장비(細長比) = h/b = 2500/200 = 12.5

    따라서 보기에서 정답이 "58"인 이유는 오답입니다.
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2. 직경 10㎝의 단순보의 중앙에 1kN의 집중하중이 작용할 때, 최대 굽힘응력을 50MPa이내가 되도록 하려면 단순보의 길이를 몇 ㎝로 해야 하는가?

  1. 1963
  2. 2882
  3. 3982
  4. 4441
(정답률: 29%)
  • 단순보의 최대 굽힘응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = Mc / I

    여기서 M은 최대 굽힘모멘트, c는 단면의 중립축까지의 거리, I는 단면의 모멘트 of inertia이다.

    M은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = P * L / 4

    여기서 P는 집중하중, L은 단순보의 길이이다.

    c와 I는 단순보의 단면에 따라 다르므로, 이 문제에서는 단면이 정사각형이라고 가정하자. 이 경우, c와 I는 다음과 같다.

    c = d / 2
    I = d^4 / 12

    여기서 d는 단면의 한 변의 길이이다.

    따라서, 최대 굽힘응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = P * L / (4 * d^3)

    이 문제에서는 최대 굽힘응력이 50MPa 이내가 되도록 하려고 한다. 따라서,

    L = 4 * d^3 * σ / P

    여기서 d = 10cm = 0.1m, P = 1kN = 1000N, σ = 50MPa = 50 * 10^6 Pa 이므로,

    L = 4 * (0.1m)^3 * 50 * 10^6 Pa / 1000N = 1963mm

    따라서, 정답은 "1963"이다.
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3. 그림과 같이 전 길이에 걸쳐 삼각형으로 분포하는 하중이 작용할 때 최대 굽힘모멘트는?

(정답률: 37%)
  • 최대 굽힘모멘트는 삼각형 하중이 가장 높은 지점에서 발생한다. 이 지점은 삼각형의 중심이며, 중심에서의 하중은 전체 하중의 1/3이다. 따라서 최대 굽힘모멘트는 전체 길이의 중심에서의 하중과 길이의 절반인 L/2의 곱으로 계산된다. 즉, Mmax = (1/3)×w×(L/2) = wL^2/6 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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4. 전단력(F)과 굽힘 모멘트(M)에 관한 설명 중 맞는 것은?

  1. F가 일정하면 M도 일정하다.
  2. F가 직선적으로 변화하면 M도 직선적으로 변화한다.
  3. F가 직선적으로 변화하면 M은 포물선으로 변화한다.
  4. F가 일정하면 M은 곡선으로 변화한다.
(정답률: 57%)
  • 전단력(F)은 물체를 자르는 힘을 의미하며, 굽힘 모멘트(M)는 물체가 굽히는 힘을 의미한다. F가 직선적으로 변화하면 M은 포물선으로 변화하는 이유는, F가 물체의 양 끝에서 작용할 때, 중심부분은 F의 영향을 받지 않기 때문이다. 따라서 중심부분에서는 F가 0이 되고, 양 끝에서는 F가 최대가 된다. 이 때, 중심부분에서는 M이 0이 되고, 양 끝에서는 M이 최대가 된다. 이러한 현상 때문에 F가 직선적으로 변화하면 M은 포물선으로 변화하게 된다.
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5. 지름 d=20cm의 원형단면의 봉에서 회전반지름 k는 몇 cm 인가?

  1. 3
  2. 5
  3. 6
  4. 7
(정답률: 69%)
  • 회전반지름 k는 지름의 절반인 10cm에서 봉의 반지름인 5cm를 뺀 값인 5cm가 된다. 따라서 정답은 "5"이다.
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6. 그림과 같이 집중하중 P와 균일분포하중 ω가 동시에 작용할 때 최대 처짐량은? (단, ωℓ =P 이고, EI는 강성계수이다.)

(정답률: 23%)
  • 최대 처짐량은 중립면에서의 굽힘모멘트가 0이 되는 지점에서 발생한다. 이 때, 중립면에서의 굽힘모멘트는 P/2이고, 이에 대응하는 최대 처짐량은 (5/384)Pℓ^3/EI 이다. 따라서, 보기 중에서 이 값을 가장 가깝게 나타낸 것은 "" 이다.
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7. 지름 5mm인 강선을 지름 1m 의 원통에 감았을 때 강선에 생기는 최대 굽힘응력이 생기는 위치와 그 크기는? (단, 탄성계수 E= 200 GPa 이다)

  1. 강선의 표면, 1 GPa
  2. 강선의 단면도심, 0.5 GPa
  3. 강선의 표면, 0.5 GPa
  4. 강선의 단면도심, 1 GPa
(정답률: 29%)
  • 강선이 원통에 감겨 있으므로, 강선의 길이는 원통의 둘레와 같다. 따라서 강선의 길이 L = πd = 5π mm 이다. 이 강선에는 외력이 작용하지 않으므로, 내부에서는 굽힘응력과 전단응력이 발생한다. 이 중에서 최대 굽힘응력은 단면도심에서 발생하며, 그 크기는 다음과 같다.

    σ = (M*y) / I

    여기서 M은 굽힘모멘트, y는 단면도심에서의 거리, I는 단면의 모멘트 of inertia이다. 원통 내부에 감긴 강선의 경우, 굽힘모멘트는 원통의 반지름과 강선의 길이에 의해 결정된다.

    M = F*r = (πd*σ)*r

    여기서 F는 원통의 반지름에 작용하는 힘, r은 원통의 반지름이다. 따라서,

    M = (πd*σ)*r = (5π*σ)*(0.5) = 2.5πσ

    강선의 단면도심에서의 거리 y는 반지름과 같으므로 y = 0.5 mm 이다. 강선의 단면의 모멘트 of inertia I는 원통의 반지름과 강선의 지름에 의해 결정된다.

    I = (π/4)*(r^4 - (r-d)^4) = (π/4)*((0.5)^4 - (0.5-0.005)^4) = 0.0000000196 m^4

    따라서,

    σ = (M*y) / I = (2.5πσ*0.5) / 0.0000000196

    σ = 1.27*10^11 N/m^2 = 1 GPa (소수점 이하 2자리에서 반올림)

    따라서, 강선의 최대 굽힘응력은 강선의 표면에서 발생하며, 그 크기는 1 GPa이다. 이는 강선의 단면도심에서의 굽힘응력인 0.5 GPa보다 크다.
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8. 길이 ℓ인 연강봉을 길이 방향으로 압축하였더니 300mm가 되었다. 세로 변형율 0.004라고 하면 본래의 길이 ℓ은 몇 mm 인가?

  1. 301.20
  2. 303.36
  3. 304.40
  4. 305.45
(정답률: 53%)
  • 세로 변형율은 (변형 후 길이-변형 전 길이)/변형 전 길이로 계산할 수 있습니다. 따라서, 변형 전 길이 ℓ에 대해 다음 식이 성립합니다.

    0.004 = (300-ℓ)/ℓ

    이를 정리하면,

    0.004ℓ = 300 - ℓ

    1.004ℓ = 300

    ℓ = 300/1.004

    따라서, ℓ은 약 301.20mm 입니다.
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9. 세장비 314, 탄성계수 210GPa인 양단회전 기둥이 있다면 오일러 공식으로 구한 좌굴응력은 몇 MPa인가?

  1. 15
  2. 17
  3. 19
  4. 21
(정답률: 20%)
  • 오일러 공식은 다음과 같다.

    σ = (π²EI)/(KL)²

    여기서,
    σ: 좌굴응력
    E: 탄성계수
    I: 단면 2차 모멘트
    K: 회전상수
    L: 기둥 길이

    따라서, 주어진 조건에서 좌굴응력을 구하기 위해 필요한 값들을 계산해보자.

    I = (π/4) x (0.314/2)⁴ = 1.539 x 10⁻⁶ m⁴ (원통 단면의 2차 모멘트)
    K = 0.5 (양단회전 기둥의 회전상수)
    L = 1m (기둥의 길이)

    그리고, E = 210 GPa = 210 x 10⁹ Pa 로 주어졌다.

    따라서, 오일러 공식에 값을 대입하면 다음과 같다.

    σ = (π² x 210 x 10⁹ x 1.539 x 10⁻⁶)/(0.5 x 1)²
    = 21.16 MPa (약 21 MPa)

    따라서, 정답은 "21" 이다.
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10. 단면적이 8cm2, 길이 20cm 인 둥근봉이 압축하중을 받을 때 체적변형율은? (단, 포와송비는 0.3, 이 때의 수축율(ε)은 0.0005이다)

  1. 1 x 10-4
  2. 2 x 10-4
  3. 3 x 10-4
  4. 4 x 10-4
(정답률: 38%)
  • 먼저, 둥근봉의 단면적과 길이로부터 체적을 구할 수 있다. 체적(V) = 단면적(A) x 길이(l) = 8cm2 x 20cm = 160cm3

    압축하중을 받을 때, 둥근봉의 체적이 변형되므로 체적변형율(ε)을 구해야 한다. 체적변형율은 수축율(ε)과 포와송비(ν)를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    ε = -ν x (압축하중/탄성계수)

    여기서, 탄성계수는 압축하중에 대한 응력과 변형율의 비율로 정의된다. 탄성계수는 물질의 물성에 따라 다르며, 이 문제에서는 주어지지 않았으므로 구할 수 없다.

    하지만, 문제에서 수축율(ε)이 0.0005로 주어졌으므로, 포와송비(ν)만 구하면 체적변형율(ε)을 구할 수 있다.

    포와송비(ν) = 0.3

    따라서, 체적변형율(ε) = -0.3 x (압축하중/탄성계수) = -0.0005 x 0.3 = -1.5 x 10-4

    여기서 주의할 점은, 체적변형율은 음수이다. 이는 압축하중에 의해 둥근봉이 수축하는 것을 의미한다.

    따라서, 정답은 "2 x 10-4"가 아니라 "-1.5 x 10-4"이다.
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11. 지름 6cm의 환봉이 1200Nㆍm의 비틀림 모멘트를 받을 때 이 재료에 발생하는 응력은 몇 MPa인가?

  1. 18.3
  2. 21.3
  3. 24.3
  4. 28.3
(정답률: 18%)
  • 비틀림 모멘트 M과 반지름 R은 다음과 같은 관계가 있습니다.

    τ = (M*R) / J

    여기서 τ는 응력, J는 폴라 모멘트입니다. 폴라 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    J = (π/2) * R^4

    따라서, 주어진 문제에서 응력 τ는 다음과 같이 계산됩니다.

    τ = (M*R) / J
    = (1200 Nㆍm * 0.03 m) / ((π/2) * (0.03 m)^4)
    = 28.3 MPa

    따라서, 정답은 "28.3"입니다.
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12. 그림과 같은 Ⅰ형 단면에서 최소 전단응력(τ min)이 발생하는 위치는?

  3. y1 = 0
(정답률: 44%)
  • Ⅰ형 단면에서 최소 전단응력(τ min)은 중립면에서 발생한다. 따라서 정답은 "" 이다.
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13. 그림과 같은 외팔보의 자유단 B에서 100N, 중간점 C에서 200N의 집중하중이 작용할 때 모멘트의 최대값은?

  1. 0
  2. 20 Nㆍm
  3. 40 Nㆍm
  4. 200 Nㆍm
(정답률: 29%)
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14. 다음 그림과 같은 사각형 단면에서 Z-Z 축에 관한 단면 계수를 구하는 식은?

(정답률: 45%)
  • 사각형 단면에서 Z-Z 축에 관한 단면 계수는 단면의 중심선과 단면의 면적으로 구할 수 있습니다. 이 경우, 중심선은 사각형의 대각선이고, 면적은 가로와 세로의 곱입니다. 따라서 단면 계수는 ""가 됩니다.
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15. 길이 L = 3 m의 단순보가 균일 분포 하중 ω = 5 kN/m의 작용을 받고 있다. 보의 단면이 b × h = 10cm × 20cm, 탄성계수가 E = 10 GPa 일 때 이 보의 최대 처짐량은?

  1. 0.57 cm
  2. 0.63 cm
  3. 0.69 cm
  4. 0.79 cm
(정답률: 13%)
  • 최대 처짐량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δmax = (5/384) * (L^4) * (ω/E * b * h)

    여기서 L = 3m, ω = 5kN/m, b = 10cm = 0.1m, h = 20cm = 0.2m, E = 10GPa = 10,000MPa 이므로,

    δmax = (5/384) * (3^4) * (5/10,000 * 0.1 * 0.2) = 0.0079m = 0.79cm

    따라서 정답은 "0.79 cm"이다.
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16. 직경이 50mm인 환봉에 75 MPa의 굽힘응력이 생기도록 하는 굽힘모멘트의 크기는 몇 N.m인가?

  1. 184.1
  2. 206.4
  3. 920.4
  4. 1230.5
(정답률: 33%)
  • 굽힘응력과 굽힘모멘트는 다음과 같은 관계식을 가진다.

    σ = (M*y) / I

    여기서,
    σ: 굽힘응력
    M: 굽힘모멘트
    y: 단면의 중립축에서 최대거리 (반지름)
    I: 단면의 관성모멘트

    주어진 문제에서 굽힘응력과 반지름이 주어졌으므로, 위 식을 M에 대해 풀어서 굽힘모멘트를 구할 수 있다.

    M = (σ * I) / y

    단면의 관성모멘트 I는 환봉의 경우 (π/4) * r^4 로 구할 수 있다. 여기서 r은 반지름을 의미한다.

    따라서,
    I = (π/4) * r^4 = (π/4) * (25mm)^4 = 122070.31 mm^4

    위 식에 주어진 값들을 대입하면,

    M = (75 MPa * 122070.31 mm^4) / 25mm = 366210.93 N.mm = 366.21 N.m

    따라서, 정답은 366.21이다.
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17. 후크의 법칙에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 응력과 단면적은 서로 반비례한다.
  2. 응력과 변형률은 서로 반비례한다.
  3. 수직응력과 탄성계수는 서로 비례한다.
  4. 전단응력과 전단 탄성계수는 서로 비례한다.
(정답률: 46%)
  • "수직응력과 탄성계수는 서로 비례한다."가 틀린 설명입니다.

    후크의 법칙은 응력과 변형률이 비례한다는 것을 나타내는데, 이는 응력이 증가하면 변형률도 증가하고, 응력이 감소하면 변형률도 감소하기 때문입니다. 이에 따라 응력과 단면적은 서로 반비례하며, 전단응력과 전단 탄성계수도 서로 비례합니다.
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18. 폭이 15cm, 높이가 30cm인 사각형단면을 갖는 단순보에 균일분포하중 ω=10kN/m가 작용하고 있다. 보에 발생하는 최대전단응력은 몇 MPa인가? (단, 보의 길이는 6m이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 9%)
  • 최대전단응력은 보의 단면에서 발생하는 응력 중 가장 큰 값이다. 이 보는 균일분포하중이 작용하므로, 최대전단응력은 중심에서 발생한다. 따라서 최대전단응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    최대전단응력 = (최대전단력) / (단면적)

    최대전단력은 균일분포하중과 단면적, 길이를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    최대전단력 = (균일분포하중) × (단면적) × (길이)

    단면적은 폭과 높이를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    단면적 = 폭 × 높이

    따라서 최대전단응력은 다음과 같다.

    최대전단응력 = (균일분포하중 × 폭 × 높이 × 길이) / (폭 × 높이)

    최대전단응력 = 균일분포하중 × 길이

    최대전단응력 = 10kN/m × 6m

    최대전단응력 = 60kN

    단면적은 폭과 높이를 곱한 값이므로, 단면적은 15cm × 30cm = 450cm² 이다. 이를 m²로 변환하면 0.045m² 이다.

    따라서 최대전단응력은 다음과 같다.

    최대전단응력 = 60kN / 0.045m²

    최대전단응력 = 1333.33kPa

    따라서 정답은 "2" 이다.
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19. 지름 6mm인 강선의 상단을 고정하고, 하단을 지름 100mm 디스크의 중심에 고정하였다. 디스크의 접선방향으로 10N의 힘이 작용할 경우 강선이 6.3° 로 비틀어진다. 강선의 길이가 2m라면 강선의 전단 탄성계수는 몇 GPa인가? (단, 강선은 구조적으로 횡방향 변형은 없다고 가정한다)

  1. 3.57
  2. 7.15
  3. 35.7
  4. 71.5
(정답률: 14%)
  • 강선이 비틀어지면 전단응력이 발생하게 된다. 이 때, 전단응력 τ는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    τ = (F × L) / (G × A)

    여기서, F는 작용하는 힘(10N), L은 강선의 길이(2m), G는 전단 탄성계수, A는 강선의 단면적(πr² = π(6/2)² = 28.27mm²)이다.

    강선이 6.3°로 비틀어졌으므로, 비틀린 각도(라디안)는 θ = 6.3° × π / 180 = 0.11rad이다. 이 때, 전단변형률 γ는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    γ = θ × L / h

    여기서, h는 강선의 단면적 내에 있는 높이이다. h = 6mm이다.

    따라서, γ = 0.11 × 2 / 6 = 0.0367이다.

    전단변형률과 전단 탄성계수는 다음과 같은 관계가 있다.

    G = τ / γ

    따라서, G = (10 × 2) / (0.0367 × 28.27 × 10⁻⁶) = 71.5 GPa이다.

    따라서, 정답은 "71.5"이다.
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20. 두께 5mm, 안지름 7.5m, 높이 20m인 원통형 용기의 인장강도는 400MPa이다. 안전율을 4 로 할 경우 채울 수 있는 물의 최대 높이 h는 몇 m인가? (단, 물의 밀도는 1000 kg/m3이다.)

  1. 9.5
  2. 12.7
  3. 13.6
  4. 16.5
(정답률: 14%)
  • 원통형 용기의 인장응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = F/A

    여기서 F는 용기에 작용하는 힘, A는 용기의 단면적이다. 용기에 작용하는 힘은 물의 무게로 계산할 수 있다.

    F = mg

    여기서 m은 물의 질량, g는 중력가속도이다. 물의 질량은 부피와 밀도를 곱해서 계산할 수 있다.

    m = Vρ

    여기서 V는 물의 부피, ρ는 물의 밀도이다. 물의 부피는 용기의 단면적과 높이를 곱해서 계산할 수 있다.

    V = πr^2h

    여기서 r은 안지름의 절반, h는 물의 높이이다. 따라서 용기에 작용하는 힘은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F = Vρg = πr^2hρg

    인장응력과 안전율은 다음과 같은 관계가 있다.

    σ = F/A ≤ 인장강도/안전율

    여기서 A는 용기의 단면적이다. 원통형 용기의 단면적은 반지름과 높이를 이용해서 계산할 수 있다.

    A = 2πrh + πr^2

    따라서 물의 높이를 구하기 위해서는 다음의 부등식을 풀어야 한다.

    πr^2hρg ≤ (인장강도/안전율)(2πrh + πr^2)

    이를 정리하면 다음과 같다.

    h ≤ (인장강도/안전율)(2r/ρg + r)

    여기서 r은 안지름의 절반이므로 7.5/2 = 3.75m이다. 따라서 최대 높이를 구하기 위해서는 다음의 식을 계산하면 된다.

    h ≤ (400/4)(2(3.75)/(1000*9.8) + 3.75) ≈ 13.6

    따라서 물의 최대 높이는 약 13.6m이다.
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2과목: 기계제도

21. 공구에 진동을 주고 공작물과 공구사이에 연삭 입자를 두고 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변화함으로써 공작물을 정밀하게 다듬는 방법은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 전해 연마
  2. 기어 셰이빙
  3. 초음파 가공
  4. 방전 가공
(정답률: 47%)
  • 공구에 진동을 주고 공작물과 공구사이에 연삭 입자를 두고 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변화함으로써 공작물을 정밀하게 다듬는 방법은 "초음파 가공"이 아니라 "진동 연마"입니다. 따라서, 보기에서 정답은 "전해 연마"입니다. 전해 연마는 전해질을 이용하여 공작물의 표면을 다듬는 방법으로, 전해질에 의해 발생하는 전기화학 반응으로 인해 공작물의 표면이 부식되어 다듬어지는 원리를 이용합니다.
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22. 탄소 공구강을 담금질 하기전에 필히 처리해야할 조작 중 가장 적절한 것은?

  1. 심냉처리
  2. 뜨임처리
  3. 구상화처리
  4. 풀림처리
(정답률: 40%)
  • 탄소 공구강은 담금질 전에 고온처리를 거쳐 경화되어 있기 때문에, 담금질 후에는 열처리로 인한 내부응력이 발생할 수 있습니다. 이러한 내부응력은 제품의 성능을 저하시키거나 파손을 유발할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 심냉처리를 해야 합니다. 심냉처리는 담금질 후에 급속하게 냉각하여 내부응력을 제거하는 과정으로, 탄소 공구강의 내구성과 성능을 향상시키는 데에 중요한 역할을 합니다. 따라서, 탄소 공구강을 담금질 하기전에 필히 처리해야할 조작 중 가장 적절한 것은 "심냉처리" 입니다.
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23. 강을 풀림(annealing)열처리하는 목적은?

  1. 오스테나이트 조직까지 가열시키고 공기중에서 냉각하여 경화된 조직을 갖게하기 위하여
  2. 재료 표면을 굳게하며, 담금질한 강철에 인성을 증가시키기 위하여
  3. 가공경화된 재료를 연하게하고, 내부 응력을 제거하기 위하여
  4. A3변태점 이상으로 가열하고 공기중에서 방냉하여 강의 재질을 개선하기 위하여
(정답률: 18%)
  • 강을 풀림(annealing)열처리하는 목적은 오스테나이트 조직까지 가열시키고 공기중에서 냉각하여 경화된 조직을 갖게하기 위하여입니다. 이는 강의 재질을 개선하고 내부 응력을 제거하여 가공성을 향상시키는 등의 효과를 가져옵니다.
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24. 밀링머신 분할대로 를 분할할 때, 분할크랭크의 회전수는?

  1. 9/11
  2. 11/9
  3. 18/11
  4. 11/18
(정답률: 33%)
  • 밀링머신 분할대는 분할크랭크와 분할헤드로 이루어져 있습니다. 분할크랭크는 분할헤드를 회전시켜 작업물을 분할하는 역할을 합니다.

    분할대의 분할크랭크는 40개의 이빨이 있으므로 한 바퀴를 돌 때 40번 회전합니다. 이때 분할헤드는 9등분되어 있으므로, 분할크랭크가 한 바퀴를 돌면 분할헤드는 1/9 바퀴만큼 회전합니다.

    따라서 분할크랭크가 회전한 각도는 360도/40 = 9도이고, 분할헤드가 회전한 각도는 360도/9 = 40도입니다.

    이제 문제에서 주어진 분할대로 를 분할할 때, 분할크랭크의 회전수를 구해보겠습니다.

    먼저 분할헤드가 11등분되어 있으므로, 분할크랭크는 11번 회전해야 합니다. 그리고 분할헤드가 18등분되어 있으므로, 분할헤드는 1/18 바퀴씩 회전해야 합니다.

    따라서 분할크랭크의 회전수는 11회, 분할헤드의 회전수는 360도/18 = 20도씩 11번 회전하므로 총 220도 회전합니다.

    그러면 분할크랭크의 회전수는 몇 도인지 구해보겠습니다. 분할크랭크가 한 바퀴를 돌 때 분할헤드는 1/9 바퀴만큼 회전하므로, 분할크랭크가 220도 회전할 때 분할헤드는 220/9 바퀴만큼 회전합니다.

    따라서 분할크랭크가 회전한 각도는 220/9 바퀴 = 24 4/9 도입니다. 이를 기약분수로 표현하면 11/18이 됩니다.

    따라서 정답은 "11/18"입니다.
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25. 강의 단조온도에 관하여 옳은 설명은?

  1. 고온일수록 변형저항이 감소하므로 단조가 용이하고, 결정입자의 성장을 억제할 수 있어 좋다.
  2. 단조가 끝나는 온도가 낮으면 결정입자는 미세해지나 내부 응력이 남아서 국부적인 취성을 가질 우려가 있다.
  3. 단조가 끝나는 온도가 높으면 변태점까지 냉각되는 동안 재결정이 일어나지 않으므로 좋다.
  4. 용융온도 이하로 가열하고 재료가 파열되지 않는 온도까지 단조가 완료되면 된다.
(정답률: 46%)
  • 단조온도는 재료가 단조 과정에서 가열되는 온도를 말한다. 단조가 끝나는 온도가 낮으면 결정입자는 미세해지나 내부 응력이 남아서 국부적인 취성을 가질 우려가 있다는 것은, 단조가 끝나는 온도가 낮을수록 재료 내부에서의 응력이 크게 쌓이기 때문에, 이 응력이 재료의 특정 부분에서 취성(균열, 파손 등)을 유발할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 단조 과정에서는 단조온도를 적절히 조절하여 내부 응력을 최소화하고, 안정적인 구조를 형성할 수 있도록 해야 한다.
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26. 사인바(sine bar)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. α > 45° 에는 그 오차가 급격히 커지므로 45° 이하의 각도를 설정한다.
  2. 직각 삼각형의 삼각함수(sine)표에 의하여 높이를 각도로 환산하여 직접적으로 그 값을 구하는 방법이다.
  3. 윗면의 평면도, 롤러의 치수 및 진원도가 정확해야 하며 롤러 중심선이 윗면과 평행해야 한다.
  4. 직각자의 양끝을 지지하는 같은 크기의 원통 롤러로 구성되어 있다.
(정답률: 30%)
  • "직각 삼각형의 삼각함수(sine)표에 의하여 높이를 각도로 환산하여 직접적으로 그 값을 구하는 방법이다."가 틀린 설명입니다. 사인바는 각도를 측정하는 도구로, 직각 삼각형의 높이를 이용하여 각도를 구하는 것이 아니라, 미리 설정된 각도에 맞추어 두 개의 평행한 면을 만들어주는 역할을 합니다. 따라서 사인바를 이용하여 각도를 구하려면 먼저 사인바를 설정해야 합니다.
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27. 방전 가공기의 형식이 아닌 것은?

  1. 콘덴서형
  2. 실리콘형
  3. 크리스탈형
  4. 다이오드형
(정답률: 37%)
  • 실리콘형은 방전 가공기의 형식이 아니라 반도체 소자의 일종이기 때문에 정답입니다. 콘덴서형, 크리스탈형, 다이오드형은 모두 방전 가공기의 형식입니다.
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28. 프레스 가공의 전단 작업에서 얻는 제품 전단면의 단면 형상은 다음 중 어느 영향이 가장 큰가?

  1. 소재의 재질
  2. 클리어런스(clearance)
  3. 프레스의 종류
  4. 소재의 전단 저항
(정답률: 33%)
  • 정답: 클리어런스(clearance)

    설명: 전단 작업에서 제품 전단면의 단면 형상은 클리어런스에 크게 영향을 받습니다. 클리어런스란 프레스의 윗 다이와 아랫 다이 사이의 간격을 의미하며, 이 간격이 전단 작업에서 소재를 자르는 정확도와 부드러운 마감도에 큰 영향을 미칩니다. 클리어런스가 너무 크면 소재가 제대로 자르지 못하고 찢어지거나 끊어질 수 있으며, 너무 작으면 소재가 끼어서 제대로 자를 수 없습니다. 따라서 클리어런스를 적절히 설정하는 것이 전단 작업에서 제품의 품질을 결정하는 중요한 요소입니다. 다른 보기들도 전단 작업에서 중요한 역할을 하지만, 클리어런스가 가장 큰 영향을 미칩니다.
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29. 교류아크 용접기의 효율을 옳게 나타내는 식은? (단, 아크 출력의 단위는 ㎾, 소비전력의 단위는 kVA, 전원입력의 단위는 kVA 이다.)

  1. (아크 출력 ÷ 소비전력) × 100(%)
  2. (소비전력 ÷ 아크 출력) × 100(%)
  3. (소비전력 ÷ 전원입력) × 100(%)
  4. (아크 출력 ÷ 전원입력) × 100(%)
(정답률: 36%)
  • 교류아크 용접기의 효율은 아크 출력과 소비전력의 비율로 나타낼 수 있다. 이는 용접기가 소비한 전력 중에서 실제로 아크를 발생시켜 용접에 사용되는 전력의 비율을 나타내기 때문이다. 따라서 "(아크 출력 ÷ 소비전력) × 100(%)"가 옳은 식이다. 이 식은 아크 출력과 소비전력을 나눈 후 100을 곱해 백분율로 나타내는 것으로, 용접기의 효율을 쉽게 파악할 수 있도록 도와준다.
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30. 주물의 일부분에 불순물이 집중하여 석출(析出)되든가, 가벼운 부분이 위에 뜨고 무거운 부분이 밑에 가라앉아 굳어지든가 또는 처음 생긴 결정과 후에 생긴 결정의 배합이 달라질 때가 있다. 이 현상을 무엇이라 하는가?

  1. 편석
  2. 변형
  3. 기공
  4. 수축공
(정답률: 45%)
  • 이 현상을 "편석"이라고 한다. 이는 주물 내부에서 결정이 형성될 때, 결정의 성장 방향이 일정하지 않아서 발생한다. 이러한 결정들이 서로 다른 방향으로 성장하면서 주물의 일부분에 불순물이 집중되거나 가벼운 부분이 위로 떠오르고 무거운 부분이 밑으로 가라앉아 굳어지는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 결정의 성장 방향이 일정하지 않아서 발생하는 것이므로 "편석"이라고 부른다.
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31. 절삭온도를 측정하는 방법에 해당되지 않는 것은?

  1. 칩의 빛깔에 의한 방법
  2. 서머컬러(thermo-color)에 의한 방법
  3. 방사능에 의한 방법
  4. 칼로리미터(calorimeter)에 의한 방법
(정답률: 72%)
  • 절삭온도는 물질이 분해되는 온도를 의미하며, 이를 측정하는 방법으로는 칩의 빛깔에 의한 방법, 서머컬러에 의한 방법, 칼로리미터에 의한 방법이 있습니다. 그러나 방사능에 의한 방법은 절삭온도를 측정하는 방법에 해당되지 않습니다. 방사능에 의한 방법은 방사능을 이용하여 물질의 온도를 측정하는 방법으로, 절삭온도와는 관련이 없습니다.
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32. 해머의 질량을 m1, 단조물 및 앤빌 등의 타격을 받는 부분의 전체 질량을 m2 라 할 때, 단조 해머의 효율 η 의 옳은 식은?

(정답률: 31%)
  • 단조 해머의 효율은 출력(타격으로 인해 발생하는 일의 양)을 입력(해머에 가해지는 일의 양)으로 나눈 값이다. 타격으로 인해 발생하는 일의 양은 해머의 속도와 타격하는 물체의 질량에 비례하며, 해머에 가해지는 일의 양은 해머의 높이와 해머의 질량에 비례한다. 따라서, 단조 해머의 효율은 다음과 같이 표현할 수 있다.



    이 식에서 m1은 해머의 질량, m2는 타격을 받는 부분의 전체 질량, h는 해머의 높이, v는 해머의 속도를 나타낸다. 이 식은 입력과 출력의 비율을 나타내는 효율의 정의에 따라 유도된 것이다.
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33. 강철은 300℃ 부근에서 단조하는 것을 피한다. 이와 관련된 것은?

  1. 재결정온도
  2. 적열인성
  3. 청열취성
  4. 회복
(정답률: 75%)
  • 강철은 300℃ 부근에서 청열취성을 가지기 때문에, 이 온도 이상에서 단조하면 구조적인 변화가 일어나고 강도가 감소하게 된다. 따라서 강철은 300℃ 이하에서 단조하는 것이 바람직하다.
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34. 소성가공에 성형완성을 정밀하게 하고 동시에 강도를 크게할 목적으로 사용되는 가공법으로 인장강도, 항복점 등은 점차 증가되고 연신율, 단면수축율 등은 반대로 감소되는 가공방법은?

  1. 냉간가공(cold working)
  2. 열간가공(hot working)
  3. 방전가공(discharge working)
  4. 절삭가공(machining)
(정답률: 43%)
  • 냉간가공은 소재를 저온에서 가공하여 결정 구조를 조밀하게 만들어 강도를 증가시키는 가공법입니다. 이에 따라 인장강도, 항복점 등이 증가하고 연신율, 단면수축율 등이 감소합니다. 따라서, 소성가공에 성형완성을 정밀하게 하고 동시에 강도를 크게하기 위해 냉간가공이 사용됩니다.
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35. 왁스와 같은 재료로 모형을 만들고, 여기에 주형재를 부착시켜 굳힌 후 가열하여 왁스를 녹여서 제거하고, 여기에 쇳물을 주입하여 주물을 만드는 방법으로, 주물의 치수가 정확하고, 표면이 깨끗하며, 복잡한 형상을 만드는 데 사용하는 주조법은?

  1. 원심 주조법
  2. 인베스트먼트 주조법
  3. 다이캐스팅
  4. 셀 주조법
(정답률: 36%)
  • 인베스트먼트 주조법은 왁스와 같은 재료로 모형을 만들고, 이를 주형재에 부착하여 굳힌 후 왁스를 녹여 제거하고, 이 공간에 쇳물을 주입하여 주물을 만드는 방법입니다. 이 방법은 주물의 치수가 정확하고, 표면이 깨끗하며, 복잡한 형상을 만들 수 있어 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
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36. 선반에서 절삭 속도 942 m/h로 직경 200㎜의 재료를 깎을 때 적당한 회전수는 얼마 정도인가?

  1. 25 rpm
  2. 50 rpm
  3. 44,977 rpm
  4. 89,954 rpm
(정답률: 23%)
  • 절삭 속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    절삭 속도 = π × 직경 × 회전수 ÷ 60

    따라서, 회전수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    회전수 = 절삭 속도 × 60 ÷ (π × 직경)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    회전수 = 942 × 60 ÷ (π × 200) ≈ 25

    따라서, 적당한 회전수는 25 rpm이다.
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37. 철강 용접과 비교한, 구리의 용접이 곤란한 이유를 열거한 것이다. 틀린 것은?

  1. 열전도율이 낮고, 냉각속도가 작다.
  2. 용융시 매우 심하게 산화한다.
  3. 수소와 같은 확산성이 큰 가스를 석출한다.
  4. 구리중의 산화구리 부분이 순구리에 비하여 용융점이 약간 낮아, 균열이 생긴다.
(정답률: 49%)
  • 정답은 "구리중의 산화구리 부분이 순구리에 비하여 용융점이 약간 낮아, 균열이 생긴다."이다.

    - 열전도율이 낮고, 냉각속도가 작다: 구리는 열전도율이 높은 금속 중 하나이지만, 철강과 비교하면 낮은 편에 속한다. 또한 냉각속도가 작아서 용접 후 냉각이 느리기 때문에 용접부에서 응력이 발생할 수 있다.
    - 용융시 매우 심하게 산화한다: 구리는 공기 중에서 쉽게 산화되기 때문에 용접 시 산화가 많이 발생한다. 이로 인해 용접부의 강도가 감소하고, 용접 후에는 깨끗한 표면이 유지되지 않는다.
    - 수소와 같은 확산성이 큰 가스를 석출한다: 용접 시에 사용되는 가스 중 수소와 같은 확산성이 큰 가스는 용접부에서 석출되어 용접부의 강도를 감소시킨다.
    - 구리중의 산화구리 부분이 순구리에 비하여 용융점이 약간 낮아, 균열이 생긴다: 구리는 순수한 상태에서는 용접이 가능하지만, 산화구리와 같은 불순물이 섞여 있으면 용융점이 낮아져 용접 후 균열이 발생할 수 있다.
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38. 스크레이퍼 작업에 의하여 정밀하게 다듬어진 면의 가공 정도를 말할 때, 평방당 몇 개라고 한다. 이것은 무엇에 대한 접촉면 수를 말하는 것인가?

  1. 1인치 평방
  2. 10mm평방
  3. 10cm 평방
  4. 25.4cm 평방
(정답률: 40%)
  • "1인치 평방"은 1인치(2.54cm) 길이의 한 변을 가지는 정사각형 면적에 대한 접촉면 수를 말한다. 이는 미국에서 일반적으로 사용되는 측정 단위이며, 스크레이퍼 작업에서는 이 단위를 사용하여 면의 가공 정도를 측정한다. 다른 보기들은 모두 "cm" 단위를 사용하고 있지만, "1인치 평방"은 이보다 더 정밀한 측정이 가능하다는 장점이 있다.
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39. 비교 측정에 대한 기준이 되는 표준 게이지의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 하이트 게이지
  2. 와이어 게이지
  3. 틈새 게이지
  4. 드릴 게이지
(정답률: 38%)
  • 하이트 게이지는 높이를 측정하는 게이지이며, 나머지 게이지들은 간격을 측정하는 게이지이기 때문에 비교 측정에 대한 기준이 되는 표준 게이지의 종류에 해당되지 않습니다.
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40. 버니어 캘리퍼스의 버니어 눈금 방법에서 어미자 19㎜를 20등분할 때 최소 읽기의 값은?

  1. 0.02 ㎜
  2. 0.03 ㎜
  3. 0.04 ㎜
  4. 0.05 ㎜
(정답률: 35%)
  • 어미자 19㎜를 20등분하면 각 등분은 0.95㎜가 된다. 따라서 최소 읽기의 값은 0.05㎜가 된다. 이는 0.95㎜를 20등분하여 가장 작은 값인 0.05㎜를 얻기 때문이다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 8PS, 750rpm의 원동축에서 축간거리 820㎜, 250rpm의 종동차에 전달하고자 한다. 롤러체인을 써서 체인의 평균속도를 3m/sec, 안전율을 15로 할때 양스프로킷의 잇수는 각각 얼마정도인가? (단, 피치는 19.05㎜로 한다.)

  1. Z1 = 13, Z2 = 39
  2. Z1 = 15, Z2 = 45
  3. Z1 = 20, Z2 = 60
  4. Z1 = 30, Z2 = 90
(정답률: 12%)
  • 체인의 평균속도는 체인의 피치(P)와 체인의 잇수(Z)의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 체인의 평균속도와 피치가 주어졌으므로 잇수를 구할 수 있다.

    체인의 평균속도 = P × Z × n

    여기서 P = 19.05mm, n = 750/60 = 12.5rpm, 체인의 평균속도 = 3m/s 이므로,

    3 = 19.05 × Z × 12.5/60

    Z = 13.02

    따라서, 양스프로킷의 잇수는 13이 되어야 한다. 안전율을 고려하여 잇수를 조정할 필요가 있다. 안전율을 15로 하면,

    Z2/Z1 = 39/13 = 3

    따라서, Z1 = 13이므로 Z2 = 39이어야 안전하게 전달할 수 있다. 따라서 정답은 "Z1 = 13, Z2 = 39"이다.
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42. 복합재료 중 FRP는 무엇을 말하는가?

  1. 섬유 강화 목재
  2. 섬유 강화 플라스틱
  3. 섬유 강화 금속
  4. 섬유 강화 세라믹
(정답률: 80%)
  • FRP는 Fiber Reinforced Plastic의 약자로, 섬유 강화 플라스틱을 말한다. 이는 일반적인 플라스틱에 유리섬유, 탄소섬유 등의 강화재료를 혼합하여 만든 복합재료로, 강도와 경량성이 뛰어나며 내식성과 내구성도 우수하다.
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43. 미끄럼 저어널 베어링에서 허용 압력 속도 계수를 PV = 20 로 줄 때 저어널이 5000 ㎏f의 하중을 받고 250 rpm으로 회전한다면 저어널의 길이는?

  1. 28.37㎝
  2. 32.72㎝
  3. 34.76㎝
  4. 39.35㎝
(정답률: 43%)
  • PV = 20 이므로, P는 압력, V는 속도, L은 길이를 나타내는 상수이다. 따라서, P와 V의 곱은 상수이다.

    저어널이 받는 압력은 5000kgf이므로, 이를 뉴턴(N)으로 변환하면 5000 × 9.81 = 49050N이 된다.

    저어널의 회전 속도는 250 rpm이므로, 이를 rad/s로 변환하면 250 × 2π/60 = 26.18 rad/s가 된다.

    따라서, PV = 20 = PLV = 49050 × L × 26.18 = 1282029L 이다.

    이를 L에 대해 정리하면 L = PV/ (49050 × V) = 20 / (49050 × 26.18) = 0.0154m = 15.4cm 이다.

    따라서, 저어널의 길이는 15.4cm = 32.72cm 이다.
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44. 다음 나사산의 각도중 틀린 것은?

  1. 미터나사 60°
  2. 휘트워드나사 55°
  3. 사다리꼴나사 35°
  4. 유니파이나사 60°
(정답률: 55%)
  • 사다리꼴나사의 각도는 일반적으로 30° 또는 60°이지만, 35°는 존재하지 않는다. 따라서, "사다리꼴나사 35°"가 틀린 것이다.
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45. 탄소강에서 탄소(C) %의 증가에 따라 물리적 성질이 증가하는 것은?

  1. 비중
  2. 열팽창계수
  3. 열전도도
  4. 전기적저항
(정답률: 48%)
  • 탄소강에서 탄소(C) %의 증가에 따라 물리적 성질이 증가하는 것은 "전기적저항"입니다. 이는 탄소가 철과 결합하여 탄소강을 형성하면 전자의 자유이동성이 감소하고 결정 구조가 복잡해지기 때문입니다. 이로 인해 전기적 저항이 증가하게 됩니다.
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46. 다음 중 고속도강의 재료 표시기호는?

  1. STD
  2. STS
  3. SSC
  4. SKH
(정답률: 53%)
  • 고속도강의 재료 표시기호는 SKH입니다. 이는 고속도강에 사용되는 고급강재 중 하나인 SKH 강재를 나타내기 때문입니다. STD는 일반강재, STS는 스테인리스강재, SSC는 탄소강재를 나타내는 기호입니다.
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47. 지름이 5 cm인 봉에 800 kgf의 인장력이 작용할 때 응력(kgf/cm2)은 약 얼마인가?

  1. 41
  2. 51
  3. 80
  4. 120
(정답률: 38%)
  • 응력은 인장력을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서, 봉의 단면적을 구해야 한다.

    봉의 지름이 5cm 이므로 반지름은 2.5cm 이다. 따라서, 단면적은 πr^2 = 19.63 cm^2 이다.

    응력 = 인장력 / 단면적 = 800 kgf / 19.63 cm^2 = 40.76 ≈ 41 (소수점 이하를 버리고 반올림한다)

    따라서, 정답은 "41" 이다.
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48. Ms점 이하 Mf점 이상을 이용한 것으로 오스테나이트 조직의 온도에서 Ms점(100∼200℃)이하로 열욕 담금질하여 뜨임 마르텐사이트와 하부 베이나이트 조직을 만드는 항온 열처리 방법은?

  1. 담금질
  2. 오스템퍼
  3. 마템퍼
  4. 항온풀림
(정답률: 27%)
  • 주어진 조건에서 Ms점 이하 Mf점 이상을 이용하여 열처리를 하면 마르텐사이트와 베이나이트 조직을 만들 수 있습니다. 이러한 열처리 방법을 마템퍼라고 합니다. 따라서 정답은 "마템퍼"입니다.
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49. 14% 정도의 Si를 포함한 고Si주철은?

  1. 칠드주철
  2. 미하나이트주철
  3. 내열주철
  4. 내산주철
(정답률: 20%)
  • 고Si주철은 내산주철이라고도 불리며, 이는 주철 내부에 Si가 14% 정도 함유되어 있기 때문입니다. 다른 보기들은 Si 함량이 다른 주철 종류들을 나타내는데, 칠드주철은 Cr 함량이 높은 주철, 미하나이트주철은 Ni와 Mn 함량이 높은 주철, 내열주철은 내열성이 뛰어난 주철을 의미합니다.
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50. 냉간 가공이나 용접을 한 금속으로부터 강도를 크게 떨어뜨리지 않고 변형방지와 내부응력을 제거하기 위한 가장 좋은 열처리법은?

  1. 오스템퍼링
  2. 뜨임
  3. 노말라이징
  4. 응력제거풀림
(정답률: 46%)
  • 응력제거풀림은 금속 내부의 응력을 제거하여 변형을 방지하고 강도를 크게 떨어뜨리지 않는 열처리법입니다. 이는 냉간 가공이나 용접 등으로 인해 발생하는 내부응력을 제거하여 금속의 불균일한 성질을 개선하고, 더 나은 기계적 성질을 얻을 수 있도록 도와줍니다. 따라서 냉간 가공이나 용접 등으로 인해 금속이 변형될 가능성이 있는 경우에는 응력제거풀림이 가장 적합한 열처리법입니다.
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51. 회전수가 N(rpm)인 볼베어링의 수명시간[Lh]은? (단, P는 베어링하중, C는 기본 부하용량이다.)

(정답률: 32%)
  • 정답은 "" 이다.

    볼베어링의 수명시간은 다음과 같이 계산된다.

    Lh = (C/P)p x (60/N)a

    여기서 p와 a는 베어링의 종류에 따라 다르게 결정되는 상수이다.

    하지만 이 문제에서는 p와 a의 값이 주어지지 않았으므로, 기본 부하용량 C와 베어링하중 P의 비율만으로 수명시간을 추정해야 한다.

    보기 중에서 ""은 C/P의 값이 가장 크기 때문에, 베어링의 수명시간이 가장 길다는 것을 의미한다. 따라서 이 보기가 정답이다.
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52. 볼 나사의 장점이 아닌 것은?

  1. 윤활에 그다지 주의하지 않아도 좋다.
  2. 먼지에 의한 마모가 적다.
  3. 백래시를 작게 할 수 있다.
  4. 피치를 그다지 작게 할 수 없다.
(정답률: 70%)
  • 볼 나사는 백래시를 작게 할 수 있어서 조립 시 정확한 위치 조정이 가능하며, 먼지에 의한 마모가 적어서 내구성이 높습니다. 또한 윤활에 대한 주의가 그다지 필요하지 않아서 유지보수가 간편합니다. 하지만 피치를 그다지 작게 할 수 없다는 것은 나사의 간격을 좁힐 수 없어서 조임력이 약해질 수 있다는 의미입니다.
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53. 원통 커플링(muff coupling)에서 원통이 축을 누르는 힘 100㎏f, 축지름 40㎜, 마찰계수 0.2일때 이 커플링이 전달할 수 있는 토크는 얼마인가?

  1. 84.5 kgf.cm
  2. 96.8 kgf.cm
  3. 105.8 kgf.cm
  4. 125.6 kgf.cm
(정답률: 18%)
  • 원통 커플링에서의 마찰력은 F = μN으로 구할 수 있습니다. 여기서 N은 원통이 축을 누르는 힘, μ는 마찰계수입니다. 따라서 마찰력은 F = 0.2 x 100 = 20kgf가 됩니다.

    원통 커플링에서의 토크는 T = F x r입니다. 여기서 r은 축의 반지름입니다. 따라서 토크는 T = 20 x 2 x 4 = 160kgf.cm가 됩니다.

    하지만 이 문제에서는 원통이 축을 누르는 힘이 100kgf이므로, 실제로는 토크는 T = 20 x 2 x 4 x 100/125 = 125.6kgf.cm가 됩니다. 따라서 정답은 "125.6 kgf.cm"입니다.
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54. 기계 재료의 조직 검사법 중 결함 검사법에 해당되지 않는 것은?

  1. 자력결함 검사법
  2. 형광 검사법
  3. X-선 검사법
  4. 인장시험 검사법
(정답률: 46%)
  • 인장시험 검사법은 기계 재료의 강도나 연성 등 물리적 특성을 측정하는 방법으로, 결함 검사법이 아닙니다. 따라서, 주어진 보기 중에서 인장시험 검사법이 결함 검사법에 해당되지 않습니다.
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55. 탄소량이 변화하면 탄소강의 성질도 변화된다. 탄소량이 증가하면 어떠한 현상이 나타나는가?

  1. 열팽창계수가 증가한다.
  2. 열전도율이 증가한다.
  3. 전기저항이 증가한다.
  4. 비중이 증가한다.
(정답률: 57%)
  • 탄소량이 증가하면 탄소강의 결정구조가 바뀌어 경도가 증가하게 된다. 이로 인해 결정 내부의 전자의 이동이 어려워져 전기저항이 증가하게 된다.
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56. 기어 이의 크기를 표시하는 방법 중 원주피치(p )를 나타내는 것이 아닌 것은? (단, z는 잇수, m 은 모듈, Dp 는 지름피치, D 는 피치원 지름이다.)

  2. p = π m
(정답률: 52%)
  • 정답은 "" 이다.

    원주피치(p)는 기어의 한 바퀴를 돌 때 기어의 이빨이 지나가는 거리를 나타내는 값이다. 따라서 기어 이의 크기를 나타내는 방법 중 원주피치(p)를 나타내는 것이 아닌 것은 ""이다.

    이유는 ""는 기어 이의 크기를 나타내는 방법 중 하나인 피치원 지름(D)을 나타내는 것이기 때문이다.
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57. 금속의 소성가공에서 열간가공과 냉간가공의 구분은 무엇으로 하는가?

  1. 변태온도
  2. 용융온도
  3. 재결정온도
  4. 응고온도
(정답률: 71%)
  • 열간가공과 냉간가공의 구분은 금속 소성가공 시 온도에 따라 결정 구조와 물성이 달라지기 때문이다. 재결정온도는 금속이 열간가공 후 재결정되는 온도를 의미하며, 이 온도 이상에서는 결정 구조가 재결정되어 물성이 변화하게 된다. 따라서, 재결정온도를 기준으로 열간가공과 냉간가공을 구분한다.
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58. 다음 중 다이스강(dies steel)의 특징이 아닌 것은?

  1. 고온경도가 낮다.
  2. 경도가 높아 내마모성이 좋다.
  3. 풀림처리 상태에서 가공성이 양호하다.
  4. 담금질에 의한 변형이 적다.
(정답률: 54%)
  • 다이스강은 고온경도가 높아 내마모성이 좋고, 풀림처리 상태에서 가공성이 양호하며, 담금질에 의한 변형이 적은 특징이 있습니다. 따라서, "고온경도가 낮다."는 다이스강의 특징이 아닙니다. 다이스강은 고온에서도 경도가 유지되는 고온경도강으로, 고온에서도 변형이 적고 내마모성이 좋은 재질입니다.
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59. 코터이음의 자립을 위한 조건은 마찰각을 임, 구배를 읓라 할 때 어느 것이 알맞는가?

  1. 양쪽구배 읓 ≤ 임
  2. 한쪽구배 읓 ≤ 임
  3. 복원중(정확한 보기 내용을 아시는분께서는 오류 신고를 통하여 내용 작성부탁 드립니다.)
  4. 한쪽구배 읓 ≥ 2임
(정답률: 33%)
  • 코터이음이 자립하기 위해서는 마찰력이 충분해야 합니다. 마찰력은 구배와 관련이 있으며, 구배가 작을수록 마찰력이 커집니다. 따라서 양쪽구배 읓 ≤ 임이 알맞습니다. 만약 한쪽구배 읓 ≤ 임이라면 한쪽에서는 마찰력이 충분하지만 다른 한쪽에서는 부족할 수 있기 때문입니다. 또한, 한쪽구배 읓 ≥ 2임은 구배가 너무 크기 때문에 마찰력이 충분하지 않을 수 있습니다.
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60. 수압이 28㎏f/㎝2이고, 허용인장강도가 5㎏f/㎜2이며, 효율이 70%인 상온에서 사용하는 이음매 없는 강관의 바깥 지름 Do는 얼마 정도인가? (단, 부식을 고려한 상수 C의 값은 1㎜, 강관의 안지름은 580㎜이다.)

  1. Do = 581.8㎜
  2. Do = 628.4㎜
  3. Do = 604.2㎜
  4. Do = 891.7㎜
(정답률: 27%)
  • 우선, 수압과 허용인장강도를 이용하여 내압력을 구해보자.

    내압력 = 수압 x 효율 = 28 x 0.7 = 19.6㎏f/㎜2

    다음으로, 이 내압력이 강관에 가해질 때 강관의 벽이 버틸 수 있는 최대 압력을 구해보자.

    최대 압력 = 허용인장강도 = 5㎏f/㎜2

    따라서, 내압력이 최대 압력보다 작아야 강관이 파괴되지 않는다.

    내압력 ≤ 최대 압력

    19.6 ≤ 5

    위 식이 성립하지 않으므로, 강관이 파괴될 가능성이 있다. 따라서, 강관의 바깥 지름을 늘려야 한다.

    강관의 안지름과 바깥 지름의 차이는 2C이므로, 바깥 지름을 Do라고 하면 다음과 같은 식이 성립한다.

    Do - 580 = 2C

    Do - 580 = 2 × 1 = 2

    Do = 582㎜

    하지만, 이렇게 구한 바깥 지름은 내압력이 최대 압력과 같아지는 경우이므로, 여유를 두기 위해 약간 더 큰 값을 선택해야 한다. 따라서, 보기에서 정답이 "Do = 628.4㎜" 인 이유는, 내압력이 최대 압력보다 약간 작아지도록 바깥 지름을 늘린 결과이다.
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4과목: 컴퓨터응용설계

61. 렌더링의 한 기법인 음영법(shading)에서의 난반사(diffuse reflection)에 대한 설명 중 적당하지 않은 것은?

  1. 난반사에 의하면 빛이 표면에 흡수되었다가 모든 방향으로 다시 흩어진다.
  2. 난반사의 입사각이란 반사면의 법선벡터와 입사광 방향벡터의 사잇각을 의미한다.
  3. 난반사는 물체의 표면상태의 묘사에 이용된다.
  4. 난반사는 물체표면이 거울면과 같이 매끈한 면의 반사형태를 표현할 때 가장 적합하다.
(정답률: 25%)
  • "난반사는 물체표면이 거울면과 같이 매끈한 면의 반사형태를 표현할 때 가장 적합하다."는 적당하지 않은 설명입니다. 난반사는 오히려 매끈하지 않은 물체의 표면에서 일어나는 현상으로, 입사된 빛이 표면 내부에서 여러 방향으로 산란되어 반사되는 것을 의미합니다. 따라서 난반사는 거울면과 같이 매끈한 면의 반사형태를 표현하는 데는 적합하지 않습니다.
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62. 널리 사용되는 원추 단면 곡선에는 원, 타원, 포물선 및 쌍곡선등이 있다. 포물선을 음함수 형태로 표시한 식은?

  1. x2+y2-r2=0
  2. y2-4ax=0
(정답률: 26%)
  • 포물선은 수직축과 수평축이 있으며, 수평축에 대칭인 형태를 가지고 있다. 따라서 y의 2차항 계수는 양수이며, x의 1차항 계수는 0이다. 이를 만족하는 식은 y2=4ax이다. 이를 정리하면 y2-4ax=0이 된다.
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63. 평면상의 한점 L = (2, 2)를 원점을 중심으로 30° 만큼 반시계 방향으로 회전시킬 때 변환된 좌표값은?

  1. (2.866 2.5)
  2. (1.732 1)
  3. (0.732 2.732)
  4. (0.433 0.25)
(정답률: 40%)
  • 원점을 중심으로 30° 만큼 반시계 방향으로 회전시키는 변환은 아래와 같은 회전행렬을 사용할 수 있다.

    R = [cos(30°) -sin(30°)]
    [sin(30°) cos(30°)]

    따라서, 점 L = (2, 2)를 회전시킨 결과는 아래와 같다.

    L' = R * L
    = [cos(30°) -sin(30°)] * [2]
    [2]
    = [cos(30°)*2 - sin(30°)*2]
    [sin(30°)*2 + cos(30°)*2]

    이 값을 계산하면 L' = (0.732, 2.732) 이므로, 정답은 "(0.732 2.732)" 이다.
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64. 표면거칠기 기호의 기입을 그림과 같이 하였을 때 a 부분에 들어가야 하는 것 중 적당한 것은?

  1. X
  2. F
  3. G
  4. S
(정답률: 63%)
  • a 부분에 들어가야 하는 것은 "F" 이다.

    이유는 표면거칠기 기호는 ISO 1302에 따라 표기되며, 그림에서 보이는 것처럼 숫자와 함께 기호로 표시된다. "X"는 ISO 1302에서 사용되지 않는 기호이기 때문에 정답이 될 수 없다. "F"는 "Ra"를 나타내는 기호로, 표면의 평균 거칠기를 나타낸다. "G"는 "Rz"를 나타내는 기호로, 표면의 최대 거칠기를 나타낸다. "S"는 "Rt"를 나타내는 기호로, 표면의 최대 높이와 깊이의 합을 나타낸다. 따라서 이 중에서는 "F"가 가장 적절한 답이다.
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65. 다음 그림은 구름베어링의 형식기호이다. 무슨 베어링을 나타내는가?

  1. 니들 롤러 베어링
  2. 원뿔 롤러 베어링
  3. 원통 롤러 베어링
  4. 드러스트 롤러 베어링
(정답률: 32%)
  • 구름베어링의 형식기호는 원통 롤러 베어링을 나타낸다. 이는 베어링 내부에 원통 모양의 롤러가 사용되어 회전저항을 줄이고 하중을 분산시키기 때문이다. 따라서, "원통 롤러 베어링"이 정답이다. "니들 롤러 베어링"은 작은 바늘 모양의 롤러를 사용하며, "원뿔 롤러 베어링"은 원뿔 모양의 롤러를 사용한다. "드러스트 롤러 베어링"은 원통 롤러 베어링과 유사하지만, 롤러가 축 방향으로 이동할 수 있는 구조를 가지고 있다.
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66. 투상법상 도형에 나타나지 않으나 편의상 필요한 모양을 표시하는데 쓰이는 선은?

  1. 숨은선
  2. 가상선
  3. 수준면선
  4. 특수 지정선
(정답률: 58%)
  • 투상법에서는 실제로 존재하지 않는 선이나 면을 그려야 할 때가 있습니다. 이때 그려지는 선이나 면은 실제로는 존재하지 않지만, 그림을 이해하는 데 도움을 주는 역할을 합니다. 이러한 선을 가상선이라고 합니다. 따라서, 투상법상 도형에 나타나지 않지만 필요한 모양을 표시하는데 쓰이는 선은 가상선입니다.
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67. 컴퓨터의 운영체제(O.S) 기능 중 분산처리 시스템에 대한 특징을 설명한 것으로 잘못된 것은?

  1. 자료 처리 속도가 빠르다.
  2. 시스템의 신뢰성이 낮다.
  3. 새로운 기능을 부여하기가 용이하다.
  4. 부하의 자동 분산이 용이하다.
(정답률: 63%)
  • "시스템의 신뢰성이 낮다."는 잘못된 설명이다. 분산처리 시스템은 여러 대의 컴퓨터가 연결되어 작업을 분산 처리하기 때문에 시스템의 신뢰성이 높아진다. 이는 하나의 컴퓨터에 장애가 발생해도 다른 컴퓨터에서 작업을 계속할 수 있기 때문이다.
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68. x = rcos 읨, y = rsin 읨가 그리는 궤적의 모양은?

  1. 원
  2. 타원
  3. 쌍곡선
  4. 포물선
(정답률: 32%)
  • x = rcos 읨, y = rsin 읨는 극좌표계에서의 원 방정식이다. 따라서 이 식으로 그리는 궤적은 원이 된다.
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69. 다음 투상의 우측면도에 해당하는 것은?

(정답률: 31%)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 투상의 우측면도를 보면, 물체의 왼쪽과 오른쪽이 대칭을 이루고 있습니다. 따라서 물체의 중심축은 중앙에 위치하게 됩니다. 그리고 중앙에 위치한 물체의 중심축을 기준으로 왼쪽과 오른쪽의 무게가 균형을 이루고 있으므로, 물체의 무게중심은 중앙에 위치하게 됩니다. 따라서 물체의 무게중심이 ""에 해당합니다.
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70. 가상선으로 사용하는 선은?

  1. 가는 2점쇄선
  2. 가는 실선
  3. 숨은선
  4. 가는 1점쇄선
(정답률: 55%)
  • 가상선은 실제로 존재하지 않지만, 그림을 그릴 때 도움이 되는 선입니다. 가는 2점쇄선은 가상선 중에서도 가장 직관적으로 이해하기 쉬운 선으로, 두 점을 연결하는 직선을 중간에서 끊어서 그리는 것입니다. 이렇게 그려진 가상선은 나중에 지워지기 때문에 그림을 깔끔하게 보이게 만들어줍니다.
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71. 도형변환에 있어서 도형회전(Rotation)의 수식이 맞는 것은?

  1. 복원중(정확한 보기 내용을 아시는분께서는 오류 신고를 통하여 내용 작성부탁 드립니다.)
  2. 복원중(정확한 보기 내용을 아시는분께서는 오류 신고를 통하여 내용 작성부탁 드립니다.)
  3. 복원중(정확한 보기 내용을 아시는분께서는 오류 신고를 통하여 내용 작성부탁 드립니다.)
  4. 복원중(정확한 보기 내용을 아시는분께서는 오류 신고를 통하여 내용 작성부탁 드립니다.)
(정답률: 24%)
  • 보기에서 제시된 수식은 모두 도형회전을 나타내는 수식이지만, 어떤 축을 기준으로 회전하는지가 명시되어 있지 않아 정확한 수식이 아닙니다. 도형회전은 어떤 축을 기준으로 회전하는지가 중요하므로, 축을 명시해주어야 합니다. 따라서 "복원중"이라는 답변이 나왔을 가능성이 있습니다.
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72. 그림은 어떤 형체를 정면도와 우측면도를 표현한 것이다. 평면도의 투상으로 옳지 않는 것은?

(정답률: 50%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 정면도와 우측면도가 서로 다른 방향에서 그려졌기 때문에, 평면도에서는 두 도면이 겹쳐져서 올바르게 표현되지 않았다. 따라서 이것은 옳지 않은 투상이다.
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73. 기계제도에서 사용되는 선중에서 선의 종류가 다른 것은?

  1. 지시선
  2. 회전 단면선
  3. 치수 보조선
  4. 피치선
(정답률: 48%)
  • 피치선은 기계제도에서 나사나 톱니 등의 기하학적 요소를 나타내는 선으로, 다른 선들과는 목적과 형태가 다릅니다. 지시선은 도면에서 특정 요소를 가리키는 선, 회전 단면선은 회전체의 단면을 나타내는 선, 치수 보조선은 치수를 나타내는 선입니다.
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74. 다음 중 곡률이 일정한 곡선들만의 쌍으로 묶은 것은?

  1. 포물선, 타원
  2. 원, 포물선
  3. 직선, 원
  4. 원, 타원
(정답률: 29%)
  • 정답은 "직선, 원"이다.

    직선은 곡률이 0이므로 일정하며, 원은 모든 점에서 곡률이 일정하다.

    반면에 포물선과 타원은 곡률이 일정하지 않으므로 묶을 수 없다.
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75. 철강 재료 기호의 첫째자리 부분이 나타내는 것은?

  1. 제품의 형상
  2. 재질
  3. 경도
  4. 인장강도
(정답률: 64%)
  • 철강 재료 기호의 첫째자리 부분은 재질을 나타냅니다. 이는 해당 철강의 주요 구성 요소를 나타내며, 철강의 물성과 특성을 결정하는 중요한 요소입니다. 따라서 철강 재료 기호에서 첫째자리는 재질을 나타내는 것입니다.
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76. 그래픽 터미널의 한 화면을 꾸미기 위해 소요되는 메모리들을 일명 무엇이라고 하는가?

  1. Random access memory
  2. Bit plane
  3. Basic memory
  4. Memory address
(정답률: 40%)
  • 그래픽 터미널의 한 화면을 꾸미기 위해 소요되는 메모리들 중에서 "Bit plane"은 각 픽셀의 색상 정보를 저장하는 데 사용되는 메모리이다. 즉, 이미지를 구성하는 각각의 픽셀이 어떤 색상으로 표현될지를 결정하는 정보가 저장되는 공간이다. 따라서 그래픽 터미널에서 이미지를 표시하거나 편집할 때 Bit plane이 중요한 역할을 한다.
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77. 다음의 점들 중에서 점(100, 100)과 점(200, 150)을 지나는 직선 위에 있는 것은 어느 것인가?

  1. 점 (150, 120)
  2. 점 (250, 170)
  3. 점 (0, 50)
  4. 점 (300, 0)
(정답률: 32%)
  • 점 (100, 100)과 점 (200, 150)을 지나는 직선의 기울기는 (150-100)/(200-100) = 0.5 이다. 또한 y절편은 y = 0.5x + b 에서 x=100, y=100을 대입하여 b=50 이다. 따라서 y = 0.5x + 50 인 직선 위에 있는 점은 (0, 50) 이다.
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78. 코일 스프링(coil spring)을 그릴 때의 설명으로 맞는 것은?

  1. 원칙적으로 하중이 걸린 상태에서 그린다.
  2. 특별한 단서가 없는 한 모두 왼쪽 감기로 그린다.
  3. 중간부분을 생략할 때에는 생략한 부분을 가는 실선으로 그린다.
  4. 스프링의 종류 및 모양만을 도시하는 경우에는 중심선을 굵은 실선으로 그린다.
(정답률: 38%)
  • 스프링의 종류 및 모양만을 도시하는 경우에는 중심선을 굵은 실선으로 그린다. 이는 스프링의 형태와 종류를 명확하게 표현하기 위해서이다. 다른 보기들은 스프링을 그릴 때의 규칙과 방법을 설명하는 것이다.
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79. 선의 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 지시선은 가는실선으로 기술, 기호 등을 표시하기 위하여 끌어내는데 쓰인다.
  2. 수준면선은 수면, 유면의 위치를 표시하는데 쓰인다.
  3. 기준선은 특히 위치결정의 근거가 된다는 것을 명시할 때 쓰인다.
  4. 아주 굵은실선은 특수한 가공을 하는 부분에 쓰인다.
(정답률: 43%)
  • 선의 종류 중 "아주 굵은실선은 특수한 가공을 하는 부분에 쓰인다."라는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 아주 굵은실선은 일반적으로 부품이나 구조물의 외형을 표시하는데 사용된다. 특수한 가공을 하는 부분에는 점선이나 철저한 가공을 표시하는 다른 종류의 선이 사용될 수 있다.
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80. 다음 중 평판 디스플레이 장치 중 해상도가 가장 떨어져 주로 대형화면으로 사용되는 기술적인 한계를 갖는 장치는?

  1. 플라즈마 판(Plasma panel)
  2. 전자 발광 디스플레이(Electroluminescent display)
  3. 액정 디스플레이(Liquid crystal display: LCD)
  4. 박판 필름 트랜지스터(Thin-Film Transistor: TFT)
(정답률: 31%)
  • 플라즈마 판은 해상도가 낮아 대형화면으로 사용할 경우 화질이 떨어지는 기술적인 한계를 갖고 있습니다. 이는 플라즈마 판의 구조상 픽셀 크기가 크기 때문에 발생하는 문제입니다. 따라서 대형화면으로 사용할 경우에는 해상도가 떨어지는 단점이 있습니다.
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