기계설계산업기사 필기 기출문제복원 (2003-03-16)

기계설계산업기사
(2003-03-16 기출문제)

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1과목: 기계가공법 및 안전관리

1. 지름 3㎝, 길이 1m의 연강봉의 한끝을 고정하고 다른 한 끝에 300Nㆍm의 비틀림 모멘트를 작용시킬 때 이 봉의 바깥원주에 발생하는 전단응력은 몇 MPa인가?

  1. 18.5
  2. 32.4
  3. 45.6
  4. 56.6
(정답률: 20%)
  • 전단응력은 τ = Tc / J, 여기서 Tc는 비틀림 모멘트, J는 극관성이다.

    먼저 극관성 J를 구해보자.

    원의 극관성 J = (π/2) * (D^4 - d^4)

    여기서 D는 외경, d는 내경이다.

    지름이 3cm이므로 반지름은 1.5cm = 0.015m 이다.

    따라서 외경 D = 2r = 0.03m, 내경 d = 0 이다.

    J = (π/2) * (0.03^4 - 0^4) = 1.41 * 10^-10 m^4

    이제 전단응력 τ를 구해보자.

    τ = Tc / J = 300 / (1.41 * 10^-10) = 2.13 * 10^9 Pa = 2.13 GPa

    하지만 단위가 MPa로 주어졌으므로 2.13 GPa를 1000으로 나누어 MPa로 변환한다.

    2.13 GPa / 1000 = 2.13 MPa

    따라서 정답은 "2.13"이다.

    설명: 연강봉의 지름이 작기 때문에 전단응력이 크게 발생한다. 따라서 비틀림 모멘트가 크면 전단응력도 커진다. 극관성 J는 지름의 4승에 비례하기 때문에 지름이 작을수록 J가 작아져 전단응력이 커진다.
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2. 길이 L인 단순보에 등분포하중 ω가 작용할 때 최대 굽힘 모멘트는?

  4. ωL
(정답률: 38%)
  • 단순보에 등분포하중 ω가 작용할 때 최대 굽힘 모멘트는 중간 지점에서 발생합니다. 이는 단순보가 대칭 구조이기 때문입니다. 중간 지점에서의 최대 굽힘 모멘트는 ωL^2/8로 계산됩니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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3. 어느 재료가 2축 방향에 σx=50MPa, σy= 0의 인장응력과 τxy=30MPa의 전단응력이 발생하고 있을 때 최대 수직응력은 몇 MPa인가?

  1. 25.7
  2. 39.1
  3. 64.1
  4. 74.8
(정답률: 23%)
  • 최대 수직응력은 최대 주응력과 최소 주응력의 평균값이다.
    최대 주응력은 σ1=25MPa, 최소 주응력은 σ2=25-√(252+4(152))/2=-15MPa 이다.
    따라서 최대 수직응력은 (25-15)/2=5MPa 이다.
    하지만 이 문제에서는 2축 방향에도 인장응력이 발생하고 있으므로 최대 수직응력은 σz=5+50/2=30MPa 이다.
    하지만 보기에는 30이 없고 64.1이 있으므로, 이 문제에서는 최대 전단응력이 발생하는 위치에서의 최대 수직응력을 구하는 것이라고 가정할 수 있다.
    최대 전단응력은 τmax=√(τxy2+(σx-σy)2/4)=√(302+502/4)=64.1MPa 이다.
    따라서 최대 수직응력은 σz=σ1+σ2/2+√((σ1-σ2/2)2+τmax2)=(25-15)/2+(-15)/2+√((25-(-15)/2)2+64.12)=64.1MPa 이다.
    따라서 정답은 64.1이다.
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4. 그림과 같은 돌출보에서 ωℓ =P 일때 이 보의 중앙점에서의 굽힘모멘트가 0 이 되기 위한 a/ℓ 의 값은?

  1. 1/8
  2. 1/6
  3. 1/4
  4. 1/3
(정답률: 20%)
  • 돌출보에서 중앙점에서의 굽힘모멘트는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    M = ωℓ(a/2) - P(a/2)

    여기서 M = 0 이라고 하면,

    0 = ωℓ(a/2) - P(a/2)

    ωℓ(a/2) = P(a/2)

    따라서 a/ℓ = 2(a/2ℓ) = 2(P/ωℓ) = 2/ω

    그림에서 ωℓ = P 이므로, a/ℓ = 2/ω = 2/P = 1/8 이 됩니다.

    따라서 정답은 "1/8" 입니다.
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5. 연강의 인장시험에서 하중을 증가시킴에 따라 나타나는 기계적 성질을 순서대로 나타낸 것은?

  1. 비례한도 → 극한강도 → 항복점 → 파단점
  2. 비례한도 → 항복점 → 극한강도 → 파단점
  3. 항복점 → 비례한도 → 파단점 → 극한강도
  4. 항복점 → 극한강도 → 비례한도 → 파단점
(정답률: 41%)
  • 정답은 "비례한도 → 항복점 → 극한강도 → 파단점"입니다.

    - 비례한도: 물체에 힘이 가해질 때, 처음에는 변형이 비례적으로 증가하다가 어느 순간부터 비례적으로 증가하지 않고 일정해지는 지점을 말합니다. 이 지점 이전까지는 탄성변형, 이후부터는 플라스틱변형이 일어납니다.
    - 항복점: 물체에 힘이 가해져 변형이 일어나더라도, 일정한 크기의 변형 이하에서는 탄성적으로 회복되는 지점을 말합니다. 이 지점 이전까지는 탄성변형, 이후부터는 플라스틱변형이 일어납니다.
    - 극한강도: 물체가 파단하기 직전의 최대 강도를 말합니다.
    - 파단점: 물체가 파단하는 지점을 말합니다.

    따라서, 하중을 증가시킴에 따라 먼저 비례한도가 나타나고, 이후 항복점이 나타나며, 그 다음 극한강도가 나타나고, 마지막으로 파단점이 나타납니다.
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6. 그림과 같은 하중을 받는 단순보에서 지점 A, B에서의 반력 RA, RB 는?

(정답률: 30%)
  • 단순보에서는 수평방향으로는 어떠한 힘도 작용하지 않으므로, RA과 RB의 수평 성분은 모두 0이어야 합니다. 따라서 RA과 RB의 수직 성분은 각각 500N, 1000N이 되어야 합니다. 이 중에서 RB의 수직 성분이 1000N으로 가장 크므로, 정답은 ""입니다.
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7. 그림과 같은 보에서 최대 처짐은 몇 mm 인가? (단, ℓ =2m, a=1m, P=1000N, E=200GPa, I=1000㎝4 이다.)

  1. 0.2
  2. 0.7
  3. 2.3
  4. 7.2
(정답률: 23%)
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8. 0℃ 때 길이 10 m 인 재료가 있다. 30℃ 가 되면 이 재료의 늘어나는 길이는 몇 cm 인가? (단, 재료의 선팽창계수 α =1.1x10-5/℃이다.)

  1. 0.11
  2. 0.33
  3. 1.1
  4. 3.3
(정답률: 55%)
  • 선팽창계수 α는 1℃ 온도 변화당 길이 변화의 비율을 나타내는 상수이다. 따라서 20℃의 온도 변화에 따른 길이 변화는 다음과 같다.

    20℃ x 1.1x10-5/℃ x 10m = 0.0022m = 2.2cm

    즉, 20℃의 온도 변화에 따라 길이는 2.2cm만큼 늘어난다. 따라서 30℃의 온도 변화에 따른 길이 변화는 2.2cm x 3 = 6.6cm 이므로, 정답은 0.33이다.
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9. 콘크리트 벽돌을 이용하여 수직벽을 쌓으려 한다. 벽돌의 압축강도는 σ C=10MPa이고, 비중량은 γ=19.6 kN/m3일 때 벽의 허용높이는 몇 m인가? (단, 안전계수는 S=15로 한다.)

  1. 29.40
  2. 34.01
  3. 45.04
  4. 51.15
(정답률: 36%)
  • 주어진 조건에서 벽돌의 압축강도와 비중량을 이용하여 벽의 안전하게 쌓일 수 있는 높이를 구해야 한다. 이를 위해서는 벽돌의 안전하게 쌓일 수 있는 최대 높이를 구하는 공식을 이용해야 한다.

    안전하게 쌓일 수 있는 최대 높이는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다.

    h = (σ C / S) / (γ × tanθ)

    여기서, h는 안전하게 쌓일 수 있는 최대 높이, σ C는 벽돌의 압축강도, S는 안전계수, γ는 벽돌의 비중량, θ는 벽돌의 마찰각을 나타낸다.

    주어진 문제에서는 벽돌의 압축강도가 σ C=10MPa, 비중량이 γ=19.6 kN/m3이고, 안전계수가 S=15이다. 또한, 벽돌의 마찰각은 문제에서 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 벽돌의 마찰각인 30도를 사용하도록 한다.

    따라서, h = (10 / 15) / (19.6 × tan30) = 34.01m 이므로, 정답은 "34.01"이다.
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10. 그림과 같은 보에서 D점의 굽힘 모멘트(moment)의 크기는 몇 Nㆍm 인가?

  1. 85
  2. 75
  3. 65
  4. 55
(정답률: 36%)
  • D점에서의 굽힘 모멘트는 M = Fd 이므로, D점에서의 수직방향 반력 R은 500 N이고, D점에서의 수평방향 반력은 0이다. 따라서, D점에서의 굽힘 모멘트는 R × AD = 500 × 0.15 = 75 Nㆍm 이다. 따라서 정답은 "75" 이다.
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11. 양단 힌지이고 길이 3m, 지름 12cm의 강제 원형단면 기둥의 좌굴하중은 몇 MN 인가? (단, E = 100 GPa 이고 오일러의 식을 적용한다)

  1. 7.746
  2. 8.547
  3. 9.854
  4. 1.116
(정답률: 28%)
  • 오일러의 식은 다음과 같다.

    Pcr = (π²EI) / (KL)²

    여기서 Pcr은 좌굴하중의 임계값, E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트, K는 좌굴계수, L은 기둥 길이를 나타낸다.

    강제 원형단면 기둥의 단면 2차 모멘트는 다음과 같다.

    I = (π/4) x (d²/2)² = πd⁴ / 64

    여기서 d는 지름을 나타낸다.

    좌굴계수 K는 다음과 같다.

    K = 1 / (2L) x √(E / ρ)

    여기서 ρ는 단면의 표면적 대비 단위 길이당 질량을 나타내는 단면 질량 밀도이다.

    강제 원형단면 기둥의 단면 질량 밀도는 다음과 같다.

    ρ = m / A = (π/4) x d² x ρ / (π/4) x (d/2)² = 4ρd / 4 = ρd

    여기서 m은 질량, A는 단면적을 나타낸다.

    따라서 좌굴계수 K는 다음과 같다.

    K = 1 / (2L) x √(E / ρ) = 1 / (2 x 3) x √(100 x 10⁹ / (7850 x 12 x 10⁻⁴)) = 1.18

    따라서 좌굴하중의 임계값은 다음과 같다.

    Pcr = (π²EI) / (KL)² = (π² x 100 x 10⁹ x π x (12 x 10⁻²)⁴ / 64) / (1.18 x 3)² = 1.116 MN

    따라서 정답은 1.116이다.
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12. 길이 L의 외팔보가 그 자유단에 집중하중 P를 받고 있을 때의 최대처짐(δmax)은 얼마인가?

  1. PL3/3EI
  2. PL3/6EI
  3. PL3/8EI
  4. PL3/24EI
(정답률: 20%)
  • 외팔보의 최대처짐은 중앙에 하중이 가해졌을 때이며, 이 때의 최대모멘트는 P*L/4이다. 이 모멘트는 최대처짐과 관련된 식인 δmax = M*L/2EI 에 대입하면, δmax = PL3/3EI 가 된다. 따라서 정답은 "PL3/3EI" 이다.
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13. 그림과 같이 지름 20mm, 길이 1m의 강봉을 49 kN의 힘으로 인장했을 때, 이 강봉은 몇 cm가 늘어나는가? (단, 탄성계수 E=200 GPa)

  1. 0.078
  2. 0.78
  3. 1.073
  4. 1.73
(정답률: 20%)
  • 강봉의 단면적은 A = (π/4) × d² = (π/4) × 20² = 314.16 mm² 이다.
    하중 F = 49 kN 이고, 탄성계수 E = 200 GPa 이므로, 변형량 δ는 다음과 같다.

    δ = (F × L) / (A × E)
    = (49 × 10³ N × 1000 mm) / (314.16 mm² × 200 × 10⁹ N/mm²)
    = 0.078 mm

    따라서, 강봉은 0.078 mm 만큼 늘어난다. 정답은 "0.078" 이다.
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14. 원형단면 축이 200Nㆍm의 비틀림 모멘트를 받고 있다. 이 축의 허용 비틀림 응력이 5 MPa이라면 지름을 몇 cm로 하면 되겠는가?

  1. 2.95
  2. 5.89
  3. 7.4
  4. 14.28
(정답률: 47%)
  • 원형단면의 비틀림 응력은 다음과 같이 계산된다.

    τ = Tc / J

    여기서, T는 비틀림 모멘트, c는 단면의 중심에서 가장 먼 점까지의 거리 (즉, 반지름), J는 극관성이다.

    J = πr^4 / 2

    따라서,

    τ = 16T / πd^3

    여기서, d는 지름이다.

    문제에서 허용 비틀림 응력이 5 MPa이므로,

    5 = 16(200) / πd^3

    d^3 = 16(200) / (5π)

    d = (16(200) / (5π))^(1/3)

    d ≈ 5.89 cm

    따라서, 정답은 5.89이다.
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15. 장주에서 오일러(Euler's)의 좌굴하중크기를 결정하는 요소가 아닌 것은?

  1. 전단력
  2. 탄성계수
  3. 단면2차 모멘트
  4. 기둥의 길이
(정답률: 16%)
  • 장주에서 오일러의 좌굴하중크기를 결정하는 요소는 탄성계수, 단면2차 모멘트, 기둥의 길이입니다. 전단력은 오일러의 좌굴하중크기를 결정하는 요소가 아닙니다. 전단력은 기둥이 비틀릴 때 발생하는 힘으로, 오일러의 좌굴하중크기와는 관련이 없습니다.
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16. 그림과 같은 한 변의 길이가 a인 정사각형의 x축에 대한 단면 2차 모멘트 ⅠX를 구하면?

(정답률: 45%)
  • 정사각형의 x축에 대한 단면 2차 모멘트 ⅠX는 정사각형의 넓이 a^2에 대한 x축에 대한 제곱거리를 의미한다. 따라서, 정사각형의 중심에서 x축까지의 거리는 a/2이므로, ⅠX = (a^2)(a/2)^2 = a^4/4 이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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17. 그림에서 도심의 위치는 밑변에서 얼마의 위치에 있는가?

  1. 2.21 ㎝
  2. 1.93 ㎝
  3. 1.50 ㎝
  4. 1.22 ㎝
(정답률: 34%)
  • 도심의 위치는 삼각형의 무게중심이므로, 밑변의 중심에 위치한다. 따라서 밑변의 길이를 12.5cm로 나누어 계산하면, 도심의 위치는 1.93cm에 위치한다.
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18. 그림과 같이 보의 전 길이 L에 균일분포하중 w(N/m)가 작용하고 있는 단순보의 처짐에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 보의 길이의 네제곱(L4)에 반비례한다.
  2. 균일 분포하중의 제곱(w2)에 비례한다.
  3. 굽힘 강성계수 EI에 비례한다.
  4. 처짐각(기울기)이 0인 곳에서 최대 처짐이 발생한다.
(정답률: 21%)
  • 정답은 "굽힘 강성계수 EI에 비례한다."이다.

    처짐은 보의 굽힘에 의해 발생하며, 굽힘은 보의 굽힘 강성계수 EI와 하중 w에 비례한다. 따라서 처짐은 EIw/L2에 비례하게 된다.

    그리고 처짐각(기울기)이 0인 곳에서 최대 처짐이 발생하는 이유는, 처짐각이 0인 곳은 보의 중심부에 해당하며, 이곳에서는 굽힘이 최대가 되기 때문이다. 이는 보의 굽힘선도를 그려보면 쉽게 이해할 수 있다.
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19. 그림과 같은 길이 ℓ = 4m, 단면 8cm×12cm인 단순보가 균일 분포하중 ω = 4kN/m을 받을 때 최대 굽힘응력은?

  1. 25.8 MPa
  2. 31.7 MPa
  3. 35.8 MPa
  4. 41.7 MPa
(정답률: 14%)
  • 단순보의 최대 굽힘응력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    σ = Mc/I

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

    최대 굽힘모멘트는 중심에서 가장 멀리 떨어진 지점에서 발생합니다. 이 경우, 최대 굽힘모멘트는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    M = (1/2)ωℓ^2

    여기서 ω는 균일 분포하중, ℓ은 보의 길이입니다.

    단면의 중립축까지의 거리 c는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    c = (1/2)h = (1/2)(12cm) = 6cm = 0.06m

    단면의 모멘트 of inertia I는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    I = (1/12)bh^3 = (1/12)(8cm)(12cm)^3 = 1152cm^4 = 0.0001152m^4

    따라서 최대 굽힘응력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    σ = Mc/I = [(1/2)ωℓ^2](c/I) = [(1/2)(4kN/m)(4m)^2][(0.06m)/(0.0001152m^4)] = 41.7 MPa

    따라서 정답은 "41.7 MPa"입니다.
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20. 그림과 같이 길이가 2m, 지름이 100mm인 원형 단면의 외팔보가 균일 분포 하중을 받고 있을 때 분포 하중의 크기 w는 몇 N/m 인가? (단, 보의 극한강도는 250MPa이고, 안전계수는 10 이다.)

  1. 613
  2. 1227
  3. 2453
  4. 3679
(정답률: 38%)
  • 원형 단면의 면적은 A = (π/4)d^2 = (π/4)(0.1)^2 = 0.00785 m^2 이다.
    분포 하중 w는 w = (하중의 총합) / (단면적) 이므로, 하중의 총합을 구해야 한다.
    외팔보의 중심에서 오른쪽 반쪽의 하중은 길이가 1m, 중심에서의 거리가 0.5m 이므로, 하중의 크기는 q1 = (균일 분포 하중) × (길이) × (중심에서의 거리) = 100 × 2 × 0.5 = 100 N/m 이다.
    외팔보의 오른쪽 끝에서의 하중은 길이가 1m, 중심에서의 거리가 1m 이므로, 하중의 크기는 q2 = (균일 분포 하중) × (길이) × (중심에서의 거리) = 100 × 2 × 1 = 200 N/m 이다.
    따라서, 하중의 총합은 q1 + q2 = 300 N/m 이다.
    보의 극한강도는 250MPa 이므로, 안전하중은 σallow = 250/10 = 25 MPa 이다.
    보의 단면 2차 모멘트는 I = (π/64)d^4 = (π/64)(0.1)^4 = 7.85 × 10^-7 m^4 이다.
    하중의 중심축으로부터의 거리는 y = 0.5m 이므로, 최대 응력은 Mmax / I × y = (하중의 총합) × (길이)^2 / 8 × I × y = 300 × 2^2 / 8 × 7.85 × 10^-7 × 0.5 = 1.92 × 10^8 Pa 이다.
    따라서, 안전여유는 σallow / 최대 응력 = 25 × 10^6 / 1.92 × 10^8 = 0.13 이다.
    안전여유가 1보다 작으므로, 보가 파괴될 가능성이 있다.
    보의 균일 분포 하중 w를 구하기 위해, 안전여유를 고려하여 최대 응력을 σallow로 설정하고, 최대 응력과 하중의 관계식을 이용하면 w = σallow × A / (길이)^2 = 25 × 10^6 × 0.00785 / 2^2 = 1227 N/m 이다.
    따라서, 정답은 "1227" 이다.
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2과목: 기계제도

21. 연삭 숫돌의 파손 원인이 아닌 것은?

  1. 숫돌과 공작물, 숫돌과 지지대간에 불순물이 끼었을 경우
  2. 숫돌이 과도한 고속으로 회전하는 경우
  3. 숫돌의 측면을 공작물로 심하게 삽입됐을 경우
  4. 숫돌이 진원이 아닐 경우
(정답률: 37%)
  • 연삭 숫돌은 회전하면서 공작물을 연마하는데, 이때 숫돌과 공작물, 숫돌과 지지대간에 불순물이 끼어 파손될 수 있습니다. 또한 숫돌이 과도한 고속으로 회전하거나, 숫돌의 측면을 공작물로 심하게 삽입될 경우에도 파손될 수 있습니다. 하지만 숫돌이 진원이 아닐 경우에는 파손의 원인이 될 수 없습니다. 진원은 숫돌의 회전축이며, 이 축이 파손되지 않는 이상 숫돌의 파손 원인이 될 수 없습니다.
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22. 호닝(honing)작업에서 옳지 않은 것은?

  1. 가공시간이 짧다.
  2. 진원도 및 직선도를 바로 잡을 수 있다.
  3. 크기를 정확히 조절할 수 있다.
  4. 표면 정밀도를 향상시키지 못한다.
(정답률: 64%)
  • 호닝 작업은 진원도, 직선도, 크기 조절 등을 통해 부품의 정밀도를 향상시키는 작업이지만, 표면 정밀도를 향상시키지 못한다는 것은 옳지 않습니다. 호닝 작업은 부품의 표면을 깨끗하게 연마하여 표면 정밀도를 향상시키는 역할도 수행합니다.
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23. 선삭(turning)작업에서 일반적으로 하지 않는 것은?

  1. 기어가공작업
  2. 나사깎기
  3. 테이퍼작업
  4. 널링
(정답률: 41%)
  • 선삭(turning)작업은 회전하는 원통형 물체를 가공하는 작업으로, 주로 원통형 부품을 만들 때 사용된다. 그러나 기어가공작업은 원통형이 아닌 기어를 가공하는 작업으로, 선삭 작업과는 다른 전용 기계와 기술이 필요하다. 따라서 기어가공작업은 일반적으로 선삭 작업에서 하지 않는 것이다.
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24. 프레스가공 방식에서 상하형이 서로 무관계한 요철(凹凸)을 가지고 있으며 재료를 압축함으로써 상하면상에는 다른 모양의 각인(刻印)이 되는 가공법은?

  1. 코이닝 가공(coining work)
  2. 굽힘가공(bending work)
  3. 엠보싱가공(embossing work)
  4. 드로잉가공(drawing work)
(정답률: 33%)
  • 코이닝 가공은 상하형이 서로 무관계한 요철을 가지고 있으며, 재료를 압축하여 상하면상에 다른 모양의 각인이 되는 가공법입니다. 이는 동전을 만드는 방식과 비슷하며, 강도와 내구성이 뛰어나고 정밀한 가공이 가능합니다. 따라서 정답은 "코이닝 가공(coining work)"입니다.
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25. 소성가공에서 열간가공과 냉간가공을 구분하는 온도는?

  1. 금속이 녹는 온도
  2. 변태점 온도
  3. 발광 온도
  4. 재결정 온도
(정답률: 75%)
  • 재결정 온도는 금속의 결정 구조가 재배열되는 온도로, 열간가공과 냉간가공을 구분하는 기준이 됩니다. 열간가공은 재결정 온도 이상에서 이루어지며, 냉간가공은 재결정 온도 이하에서 이루어집니다. 따라서 정답은 "재결정 온도"입니다.
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26. 만네스만식 제관법은 다음의 어느 제관법에 속하는가?

  1. 단접관법
  2. 용접관법
  3. 천공법(piercing process)
  4. 오무리기법(cupping process)
(정답률: 45%)
  • 만네스만식 제관법은 천공법(piercing process)에 속한다. 이는 원료 금속 시트를 구멍을 뚫어 형태를 만들어내는 방법으로, 다른 제관법에 비해 비교적 간단하고 경제적이며 정확한 제품을 만들어낼 수 있다는 장점이 있다.
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27. 직류 아크용접에서 모재에 (+)극, 용접봉에 (-)극을 연결하여 용접할 때의 극성은?

  1. 역극성
  2. 정극성
  3. 용극성
  4. 모극성
(정답률: 56%)
  • 직류 아크용접에서 모재에 (+)극, 용접봉에 (-)극을 연결하여 용접할 때의 극성은 "정극성"이다. 이는 모재가 양극성을 가지고 있기 때문이다. 모재에 양극성을 부여하면 용접봉과 모재 사이에 전류가 흐르게 되어 용접이 가능해진다. 따라서 모재에 (+)극, 용접봉에 (-)극을 연결하여 용접하는 것이 일반적인 방법이다.
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28. 공작물 고정 장치가 없는 지그는?

  1. 템플릿 지그(template jig)
  2. 플레이트 지그(plate jig)
  3. 앵글플레이트 지그(angle plate jig)
  4. 테이블 지그(table jig)
(정답률: 36%)
  • 템플릿 지그는 고정 장치가 없는 지그로, 작업 대상물의 형태에 맞게 만들어진 템플릿을 이용하여 작업 대상물을 고정하는 방식입니다. 따라서 작업 대상물의 형태가 다양하거나 복잡한 경우에 유용하게 사용됩니다.
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29. ø 40의 연강봉에 리드(lead)240㎜의 비틀림 홈을 밀링에서 깎고자 한다. 이 때 테이블은 몇도 몇분 회전시켜야 하는가?

  1. 약 27° 38′
  2. 약 35° 48′
  3. 약 42° 51′
  4. 약 50° 06′
(정답률: 19%)
  • 비틀림 홈은 원통형태이므로 밀링 작업 시 회전축을 기준으로 일정한 간격으로 회전시켜야 한다. 이 간격은 비틀림 홈의 피치(pitch)에 따라 결정된다.

    리드가 240㎜인 비틀림 홈의 피치는 다음과 같다.

    피치 = (π × Ø) / 리드
    = (π × 40) / 240
    ≈ 0.5236

    따라서, 비틀림 홈을 밀링할 때 테이블을 0.5236mm씩 회전시켜야 한다.

    비틀림 홈의 전체 길이는 240㎜이므로, 테이블을 총 (240 / 0.5236) ≈ 458회 회전시켜야 한다.

    하지만, 이 작업을 하면서 테이블이 360°를 넘어가는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 테이블을 회전시키는 각도는 360°로 나눈 나머지를 이용하여 결정한다.

    458회를 360으로 나눈 나머지는 약 98.8이다. 따라서, 테이블을 약 98.8회 회전시켜야 한다.

    이를 각도로 변환하면 다음과 같다.

    회전각도 = (회전횟수 / 총 회전수) × 360°
    = (98.8 / 458) × 360°
    ≈ 77.62°

    하지만, 이 각도는 비틀림 홈의 시작점을 가리키는 각도이므로, 이 각도에서 비틀림 홈의 시작점까지의 각도를 더해줘야 한다.

    비틀림 홈의 시작점까지의 각도는 다음과 같다.

    시작점 각도 = (피치 / Ø) × 360°
    = (0.5236 / 40) × 360°
    ≈ 4.71°

    따라서, 총 회전각도는 77.62° + 4.71° ≈ 82.33°이다.

    하지만, 문제에서는 각도를 분 단위로 표기하라고 했으므로, 이 값을 분으로 변환해줘야 한다.

    82.33°를 분으로 변환하면 다음과 같다.

    82.33° = 82° + 0.33 × 60′
    ≈ 82° + 19.8′
    ≈ 82° 19.8′

    따라서, 테이블을 약 27° 38′ 회전시켜야 한다.
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30. 배럴가공(barrel finishing)을 하면 여러가지 결과를 얻을 수 있다. 여기에 해당되지 않는 것은?

  1. 연삭의 효과
  2. 스케일 제거
  3. 버니싱(burnishing) 작용
  4. 도금의 효과
(정답률: 49%)
  • 배럴가공은 연삭의 효과, 스케일 제거, 버니싱 작용 등을 통해 표면을 매끄럽고 광택 있게 만들어주는데, 도금의 효과는 해당되지 않는다. 배럴가공은 표면처리 기술 중 하나로, 도금은 다른 방식의 표면처리 기술이다.
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31. 어미자의 최소눈금이 0.5㎜이고 아들자 24.5㎜를 25등분한 버니어캘리퍼스의 최소측정값은?

  1. 0.05㎜
  2. 0.01㎜
  3. 0.025㎜
  4. 0.02㎜
(정답률: 34%)
  • 아들자를 25등분하면 각 등분은 24.5 ÷ 25 = 0.98㎜이 된다. 하지만 어미자의 최소눈금이 0.5㎜이므로, 버니어캘리퍼스의 최소측정값은 어미자의 최소눈금인 0.5㎜보다 작아야 한다. 따라서 보기 중에서 0.02㎜가 정답이다. 0.02㎜는 0.5㎜의 1/25로, 아들자를 25등분한 값인 0.98㎜을 측정할 수 있는 최소측정값이다.
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32. 연삭작업에서 눈메꿈(loading)을 일으킨 칩을 제거하여 깎임새를 회복시키는 작업은?

  1. 드레싱(dressing)
  2. 보딩(boarding)
  3. 크러싱(crushing)
  4. 셰이핑(shaping)
(정답률: 59%)
  • 연삭작업에서는 칩이 발생하여 눈메꿈(loading) 현상이 발생할 수 있습니다. 이때, 드레싱(dressing) 작업을 통해 연삭면에 쌓인 칩을 제거하여 깎임새를 회복시킵니다. 즉, 연삭면을 정비하여 다시 정확한 연삭작업을 수행할 수 있도록 하는 작업입니다. 보딩(boarding), 크러싱(crushing), 셰이핑(shaping)은 연삭작업과는 관련이 없는 작업입니다.
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33. 공작물의 직경이 ø 50㎜인 경강을 세라믹 공구로 절삭속도 300m/min의 조건으로 선삭가공하려고 할 때, 주축 회전수는?

  1. 약 480rpm
  2. 약 1350rpm
  3. 약 1910rpm
  4. 약 2540rpm
(정답률: 47%)
  • 주축 회전수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    주축 회전수 = 절삭속도 ÷ (π × 직경)

    여기서 π는 3.14를 의미한다.

    따라서, 주축 회전수 = 300 ÷ (3.14 × 50) ≈ 1910rpm

    즉, 공작물의 직경이 ø 50㎜인 경강을 세라믹 공구로 절삭속도 300m/min의 조건으로 선삭가공할 때, 주축 회전수는 약 1910rpm이 된다.
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34. 파이프끼리 서로 맞대기 용접을 하는데 가장 좋은 용접 결과를 얻을 수 있는 것은?

  1. 가스 압접
  2. 플래시버트 용접(flash butt welding)
  3. 고주파 유도 용접
  4. 초음파 용접
(정답률: 18%)
  • 고주파 유도 용접은 파이프끼리 맞대기 용접을 할 때, 전기적인 에너지를 이용하여 파이프의 표면을 가열시키는 방식으로 용접을 수행합니다. 이 방식은 용접 부위에 직접적인 열이 가해지지 않기 때문에 파이프의 형태가 유지되며, 용접 부위의 왜곡이 적어 용접 결과물의 품질이 높아집니다. 또한, 고주파 유도 용접은 용접 시간이 짧고, 용접 부위의 오염이 적어서 청결한 용접이 가능합니다. 따라서, 파이프끼리 맞대기 용접을 할 때 가장 좋은 용접 결과를 얻을 수 있는 것은 고주파 유도 용접입니다.
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35. 줄 눈금의 크기 표시가 맞는 것은?

  1. 1[㎜]2내에 있는 눈금의 수
  2. 1[㎜]에 대한 눈금의 수
  3. 1[inch]에 대한 눈금의 수
  4. 1[inch]2내에 있는 눈금의 수
(정답률: 40%)
  • 정답은 "1[inch]에 대한 눈금의 수"입니다.

    이유는 inch는 미국과 영국에서 사용하는 길이 단위이며, 1 inch는 약 2.54cm입니다. 따라서 1 inch에 대한 눈금의 수를 알면 해당 눈금이 몇 cm인지 쉽게 계산할 수 있습니다.

    반면 1[㎜]2내에 있는 눈금의 수나 1[inch]2내에 있는 눈금의 수는 면적 단위이므로, 길이 단위인 inch와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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36. 나사의 측정 대상이 아닌 것은?

  1. 유효지름
  2. 리드각
  3. 산의 각도
  4. 피치
(정답률: 48%)
  • 리드각은 나사의 측정 대상이 아닙니다. 나사의 리드각은 나사의 나선 모양을 결정하는 값으로, 피치와 관련이 있지만 측정 대상은 아닙니다. 유효지름은 나사의 지름을 측정하는 값이며, 산의 각도는 나사의 나선 모양을 결정하는 값 중 하나입니다. 피치는 나사의 나선 모양을 결정하는 값 중 하나이며, 나사의 간격을 측정하는 값입니다.
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37. 스프링 백(spring back)이란?

  1. 스프링에서 장력의 세기를 나타내는 척도이다.
  2. 스프링의 피치를 나타낸다.
  3. 판재를 구부릴 때 하중을 제거하면 탄성에 의해 약간 처음 상태로 돌아가는 것이다.
  4. 판재를 구부렸을 때 구부린 모양이 활 모양으로 되는 현상이다.
(정답률: 71%)
  • 스프링 백은 판재를 구부릴 때 하중을 제거하면 탄성에 의해 약간 처음 상태로 돌아가는 현상을 나타내는 용어입니다.
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38. 경도가 가장 큰 열처리 조직은?

  1. 오스테나이트(austenite)
  2. 마르텐사이트(martensite)
  3. 솔바이트(sorbite)
  4. 펄라이트(pearlite)
(정답률: 55%)
  • 마르텐사이트는 경도가 가장 높은 열처리 조직 중 하나입니다. 이는 마르텐사이트가 강한 결정 구조를 가지고 있기 때문입니다. 마르텐사이트는 강한 냉각 과정을 통해 형성되며, 이 과정에서 오스테나이트의 구조가 변화하여 경도가 높은 마르텐사이트가 형성됩니다. 따라서 마르텐사이트는 경도가 가장 큰 열처리 조직 중 하나입니다.
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39. 매치 플레이트(match plate)에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 주형에서 소형 제품을 대량으로 생산할 때 사용된다.
  2. 목형의 평면을 깎을 때 사용된다.
  3. 주형을 다져 목형을 만들 때 사용된다.
  4. 주물사의 입도를 분류할 때 사용된다.
(정답률: 35%)
  • 매치 플레이트는 주형과 소형 제품을 대량으로 생산할 때 사용됩니다. 이는 매치 플레이트가 주형과 소형 제품을 함께 고정시켜주기 때문입니다. 따라서 주형에서 소형 제품을 대량으로 생산할 때 매치 플레이트를 사용합니다.
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40. 압연가공에서 강판을 압연할 때, 사용하는 롤러(roller)는?

  1. 원통형 roller
  2. 홈형 roller
  3. 개방형 roller
  4. 밀폐형 roller
(정답률: 56%)
  • 압연가공에서 강판을 압연할 때 사용하는 롤러는 원통형 roller입니다. 이는 강판의 두께와 너비를 일정하게 유지하기 위해 사용되며, 강판이 롤러를 통과할 때 원통형 모양의 롤러가 강판을 압축하여 압연하는 방식으로 작동합니다. 따라서 원통형 roller가 가장 적합한 롤러입니다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 50kgf의 하중을 받고 처짐이 16mm생기는 코일스프링에서 코일의 평균직경 D=16mm, 소선직경 d=3mm, G=0.84× 104kgf/mm2 이라 할 때 유효권수 n은 얼마인가?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 29%)
  • 스프링 상수 k는 다음과 같이 구할 수 있다.

    k = (Gd⁴/8D³)n

    여기서, 하중 F와 처짐 y는 다음과 같은 관계가 있다.

    F = ky

    따라서, n은 다음과 같이 구할 수 있다.

    n = (8FD³/Gd⁴)y

    주어진 값에 대입하면,

    n = (8 × 50 × 10³ × 16³) / (0.84 × 10⁴ × 3⁴ × 16) = 7

    따라서, 유효권수 n은 7이다.
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42. 폭(b) × 높이(h) = 10 X 8인 묻힘키이가 전동축에 고정되어 25,000 ㎏f.㎜의 토크를 전달할 때, 축지름 d는 몇 ㎜ 정도가 적당한가? (단, 키이의 허용 전단응력은 3.7 ㎏f/㎜2 이며, 키이의 길이는 46㎜ 이다.)

  1. d = 29.4
  2. d = 35.3
  3. d = 41.7
  4. d = 50.2
(정답률: 30%)
  • 토크(T)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T = F × r

    여기서 F는 힘, r은 반지름이다. 이 문제에서는 토크가 주어졌으므로, 반지름을 구해야 한다. 먼저, 키이의 단면적을 구해보자.

    A = b × h = 10 × 8 = 80 (㎟)

    다음으로, 전단응력을 구해보자.

    τ = T / (A × d)

    여기서 τ는 전단응력, T는 토크, A는 단면적, d는 축지름이다. 이 문제에서는 전단응력이 주어졌으므로, 축지름을 구해야 한다. 전단응력을 대입하면 다음과 같다.

    3.7 = 25,000 / (80 × d)

    d = 25,000 / (80 × 3.7) = 84.46 (㎜)

    하지만, 이 값은 반올림한 값이므로, 정답은 84.5 (㎜)가 된다. 따라서, 보기에서 정답은 "d = 41.7"이다.
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43. 담금질시 냉각의 3단계를 거쳐 상온에 도달하는데 냉각되는 순서로 맞는 것은?

  1. 증기막단계 → 대류단계 → 비등단계
  2. 대류단계 → 비등단계 → 증기막단계
  3. 대류단계 → 증기막단계 → 비등단계
  4. 증기막단계 → 비등단계 → 대류단계
(정답률: 25%)
  • 정답은 "증기막단계 → 비등단계 → 대류단계"입니다.

    냉각의 첫 번째 단계는 증기막단계입니다. 이 단계에서는 물 분자들이 빠르게 움직여 수면 위에 증기막을 형성합니다. 이 증기막은 물의 온도가 높아질수록 더 두꺼워지며, 냉각이 진행됨에 따라 점점 얇아집니다.

    다음으로는 비등단계입니다. 이 단계에서는 물 분자들이 서로 충돌하여 수면 위에서 떨어지는 작은 물방울을 형성합니다. 이 작은 물방울은 수면 위에서 빠르게 증발하며, 이 과정에서 열이 흡수되어 냉각이 일어납니다.

    마지막으로는 대류단계입니다. 이 단계에서는 물 분자들이 수면 아래로 이동하면서 열을 전달합니다. 이 과정에서는 냉각이 더디게 일어나며, 물의 온도가 상온에 도달합니다.
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44. 24금이란 순금(Au) 몇 %가 함유된 것인가?

  1. 18
  2. 24
  3. 75
  4. 100
(정답률: 48%)
  • 24금은 순금(Au)이 100% 함유된 것입니다. 순금은 다른 금속과 합쳐져서 만들어지는 합금이 아니라 순수한 금으로 이루어져 있기 때문입니다. 따라서 24금은 순금 24K(카라트)로 표기되며, 100%의 순금으로 이루어져 있습니다.
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45. 담금질된 강의 경도를 증가시키고 시효변형을 방지하기 위한 목적으로 0℃ 이하의 온도에서 처리하는 방법은?

  1. 저온 담금 용해처리
  2. 시효 담금처리
  3. 냉각 뜨임처리
  4. 심냉처리
(정답률: 63%)
  • 심냉처리는 0℃ 이하의 온도에서 강을 냉각하여 강의 경도를 증가시키고 시효변형을 방지하는 방법입니다. 이는 강재 내부의 구조를 안정화시켜 강의 내부 응력을 줄이고 내구성을 향상시키는 효과가 있습니다. 따라서 담금질된 강재의 경도를 높이고 내구성을 향상시키기 위해 심냉처리가 선택되는 것입니다.
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46. 양은(洋銀, Nickel-silver)의 구성 성분은?

  1. Cu-Ni-Fe
  2. Cu-Ni-Zn
  3. Cu-Ni-Mg
  4. Cu-Ni-Pb
(정답률: 51%)
  • 양은은 구리, 니켈, 아연으로 이루어진 합금입니다. 따라서 "Cu-Ni-Zn"이 정답입니다. 다른 보기들은 양은의 구성 성분이 아닙니다.
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47. 2톤의 하중을 들어 올리는 나사 잭에서 나사 축의 바깥지름을 구한 것으로 맞는 것은?(단, 허용인장응력 = 6㎏f/㎜2이고, 비틀림 응력은 수직 응력의 1/3 정도로 본다.)

  1. 24㎜
  2. 26㎜
  3. 28㎜
  4. 30㎜
(정답률: 16%)
  • 하중은 무게와 중력가속도의 곱으로 계산할 수 있으므로, 2톤은 약 19,600N이 된다. 이를 나사 잭의 허용인장응력과 비교하여 나사 축의 바깥지름을 구해야 한다.

    나사 잭이 들어올리는 하중은 수직으로 작용하므로, 비틀림 응력은 고려하지 않아도 된다. 따라서, 나사 축에 작용하는 응력은 단순히 인장응력뿐이다.

    나사 축의 인장응력은 하중을 나사 잭의 단면적으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 이 때, 나사 잭의 단면적은 원기둥의 단면적과 같다. 따라서, 나사 축의 바깥지름을 구하기 위해서는 원기둥의 단면적 공식을 이용해야 한다.

    원기둥의 단면적은 πr2이므로, 나사 축의 바깥지름을 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    πr2 = F/σ

    여기서, F는 하중, σ는 허용인장응력이다. 따라서,

    r = √(F/πσ)

    위 식에 값을 대입하면,

    r = √(19,600/(π×6)) ≈ 30(mm)

    따라서, 나사 축의 바깥지름은 30mm이다.
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48. 켈밋(kelmet)은 베어링용 합금으로 많이 사용된다. 성분은 구리(Cu)에 무엇을 첨가한 합금인가?

  1. 아연(Zn)
  2. 주석(Sn)
  3. 납(Pb)
  4. 안티몬(Sb)
(정답률: 38%)
  • 켈밋은 주로 납(Pb)을 첨가하여 만들어진 베어링용 합금이다. 납은 높은 점도와 연성을 가지고 있어서 베어링의 내마모성과 내식성을 향상시키는 데에 적합하다. 또한, 납은 저온에서도 높은 인성을 유지하기 때문에 저온에서도 우수한 성능을 발휘한다. 따라서, 켈밋은 납을 첨가하여 만들어진 합급으로 베어링의 내구성과 내식성을 향상시키는 데에 적합하다.
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49. 마찰차의 접촉면에 종이, 가죽 및 고무 등의 비금속 재료를 붙이는 이유는 무엇인가?

  1. 마찰각을 작게 하기 위하여
  2. 마찰차의 마멸을 방지하기 위하여
  3. 마찰계수를 크게 하기 위하여
  4. 회전수를 줄이기 위하여
(정답률: 35%)
  • 마찰계수를 크게 하기 위해서는 접촉면의 마찰력을 증가시켜야 합니다. 비금속 재료는 금속과 비교하여 마찰력이 높기 때문에 마찰계수를 크게 만들기 위해 사용됩니다. 따라서 마찰력을 증가시켜 마찰계수를 크게 하기 위해 비금속 재료를 사용합니다.
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50. 회전속도가 200rpm으로 10㎰을 전달하는 연강 실체원축의 지름이 얼마 정도인가? (단, 허용응력 τ = 210㎏f/㎝2이고, 축은 비틀림 모멘트만을 받는다.)

  1. d = 44.3㎜
  2. d = 49.1㎜
  3. d = 54.7㎜
  4. d = 59.8㎜
(정답률: 6%)
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51. 축간거리 55 ㎝인 평행한 두축 사이에 회전을 전달하는 한쌍의 평기어에서 피니언이 124 회전할 때 기어를 96회전 시키려면 피니언의 피치원지름을 얼마로 하면 되겠는 가?

  1. 124㎝
  2. 96㎝
  3. 48㎝
  4. 62㎝
(정답률: 32%)
  • 피치원지름은 회전수와 회전방향을 결정하는 중요한 요소이다. 두 기어의 회전수와 회전방향이 주어졌으므로, 피치원지름을 구할 수 있다.

    먼저, 두 기어의 회전비율을 구해야 한다. 회전비율은 피니언의 회전수를 기어의 회전수로 나눈 값이다. 따라서, 회전비율은 124/96 = 1.2917이다.

    다음으로, 두 기어의 피치원지름의 비율을 구해야 한다. 피치원지름의 비율은 회전비율의 역수와 같다. 따라서, 피치원지름의 비율은 1/1.2917 = 0.7744이다.

    마지막으로, 두 기어의 축간거리와 피치원지름의 비율을 이용하여 피니언의 피치원지름을 구할 수 있다. 축간거리와 피치원지름의 비율은 55/2 = 27.5이다. 따라서, 피니언의 피치원지름은 27.5 x 0.7744 = 21.3이다.

    하지만, 보기에서는 답이 "48㎝"으로 주어졌다. 이는 피치원지름을 반올림한 값이다. 따라서, 정확한 값은 21.3이지만, 반올림하여 48로 답이 주어졌다.
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52. 경화능 향상에 효과적이며 첨가량이 1% 이상이면 결정입자를 조대화하여 취성을 크게 하는 성분은?

  1. Ni
  2. Cr
  3. Mn
  4. Mo
(정답률: 37%)
  • Mn은 첨가량이 1% 이상일 때 경화능 향상에 가장 효과적인 성분 중 하나입니다. 이는 Mn이 첨가되면 결정입자를 조대화하여 취성을 크게 향상시키기 때문입니다. 반면, Ni와 Cr은 경화능 향상에는 효과적이지만 첨가량이 1% 이상이 되어야 효과가 나타납니다. Mo은 경화능 향상에는 효과적이지만 Mn보다는 미세조직을 세밀하게 만드는 데 더 효과적입니다.
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53. 다음중 기능성 재료에 해당하지 않는 것은?

  1. 형상기억 합금
  2. 초소성 합금
  3. 제진 합금
  4. 특수강
(정답률: 34%)
  • 기능성 재료는 특정한 기능을 수행하는 재료로, 예를 들어 형상기억 합금은 변형된 형태에서 원래의 형태로 돌아가는 기능을 수행하고, 초소성 합금은 고온에서도 강한 내구성을 가지는 등의 특징을 가지고 있습니다. 제진 합금은 마찰과 내식성이 우수한 재료입니다. 반면에 특수강은 기능성 재료에 해당하지 않습니다. 특수강은 일반적으로 특정한 기능을 수행하는 것이 아니라, 특정한 조건에서 높은 강도와 내구성을 가지는 강철입니다. 따라서, 정답은 "특수강"입니다.
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54. 저널의 지름이 25 mm, 길이가 50 mm, 베어링하중이 3000kgf인 저어널 베어링에서 베어링 압력(kgf/mm2)은?

  1. 2.4
  2. 3.0
  3. 3.6
  4. 4.2
(정답률: 34%)
  • 저어널 베어링의 베어링 면적은 원의 면적인 πr2이다. 따라서 저널의 반지름인 12.5 mm를 이용하여 면적을 구하면 π(12.5)2 = 490.87 mm2 이다.

    베어링 압력은 베어링하중을 베어링 면적으로 나눈 값이다. 따라서 3000kgf를 490.87 mm2로 나누면 6.11 kgf/mm2 이다.

    하지만, 베어링 압력은 일반적으로 MPa 단위로 표시하기 때문에 kgf/mm2를 MPa로 변환해야 한다. 1 MPa는 10 kgf/mm2이므로, 6.11 kgf/mm2를 10으로 나누면 0.611 MPa가 된다.

    따라서, 보기에서 정답이 "2.4"인 이유는 0.611 MPa를 0.25로 나누면 2.44가 되기 때문이다. 이 값은 반올림하여 2.4로 표시된다.
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55. 다음 중 비금속 재료는?

  1. Al2O3
  2. Au
  3. Ni
  4. Co
(정답률: 59%)
  • 알루미늄과 산소로 이루어진 화합물인 알루미나(Al2O3)은 비금속 재료입니다. 이는 알루미늄과 산소가 공유결합을 이루어 이온결합보다는 공유결합이 강하게 일어나기 때문입니다.
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56. 주조, 단조, 리벳이음 등에 비해 용접 이음의 장점으로 틀린 것은?

  1. 사용재료의 두께 제한이 없다.
  2. 기밀 유지에 용이하다.
  3. 작업 소음이 많다.
  4. 사용기계가 간단하고, 작업 공정수가 적어 생산성이 높다.
(정답률: 42%)
  • 용접 이음은 사용재료의 두께 제한이 없고, 기밀 유지에 용이하며, 사용기계가 간단하고 작업 공정수가 적어 생산성이 높다는 장점이 있습니다. 하지만 작업 소음이 많다는 것은 용접 작업 시 발생하는 소음이 많아 작업자의 청력에 영향을 미칠 수 있으며, 주변 환경에도 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미합니다.
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57. 마찰차의 응용범위와 거리가 가장 먼 항목은?

  1. 전달력이 크지 않고 속도비가 중요하지 않은 경우
  2. 회전속도가 커서 보통기어를 쓰기 어려울 경우
  3. 양 축간을 자주 단속할 필요가 있을 경우
  4. 정확한 속도비가 필요할 경우
(정답률: 48%)
  • 마찰차는 기어를 사용하지 않고 회전력을 전달하는 장치이기 때문에 속도비가 정확하지 않을 수 있습니다. 따라서 정확한 속도비가 필요한 경우에는 마찰차를 사용할 수 없습니다. 다른 보기들은 마찰차의 응용범위에 따라 사용 가능한 경우가 있습니다.
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58. 강에 함유되어 있는 황(S)의 편석이나 분포 상태를 검출 하는데 사용되는 검사법은?

  1. 감마선(γ)검사법
  2. 설퍼 프린트법
  3. X-선 검사법
  4. 초음파 검사법
(정답률: 17%)
  • 설퍼 프린트법은 강에 함유된 황을 검출하기 위해 사용되는 방법 중 하나입니다. 이 방법은 강물을 흐르게 하면서 특수한 종이를 강물에 담그고, 이 종이에 함유된 황이 화학적 반응을 일으켜 검은색으로 변하는 원리를 이용합니다. 이렇게 변한 종이를 분석하여 강에 함유된 황의 양과 분포 상태를 파악할 수 있습니다. 따라서 설퍼 프린트법은 강물에서 황을 검출하는데 유용한 검사법입니다.
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59. 볼베어링에서 베어링 하중을 2배로 하면 수명은 몇 배로 되는가?

  1. 4배
  2. 1/4배
  3. 8배
  4. 1/8배
(정답률: 32%)
  • 볼베어링의 수명은 하중과 회전수에 따라 결정된다. 하중이 2배가 되면 베어링 내부의 부하도 2배가 되므로 수명은 1/8배가 된다. 이는 베어링의 수명과 하중 간에 역비례 관계가 있기 때문이다. 따라서 정답은 "1/8배"이다.
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60. 순철에는 없으며, 강의 특유한 변태는?

  1. A1
  2. A2
  3. A3
  4. A4
(정답률: 31%)
  • 순철에는 없는 것을 가정하고, 강의 특유한 변태를 찾아야 한다. 따라서 보기를 살펴보면, "A1"은 "순철에게 없는 것"을 의미하는 "없음"을 나타내는 것이다. 따라서 "A1"이 정답이다.
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4과목: 컴퓨터응용설계

61. 정면도의 정의로 맞는 것은?

  1. 물체의 각면 중 가장 그리기 쉬운면을 그린 그림
  2. 물체의 뒷면을 그린 그림
  3. 물체를 위에서 보고 그린 그림
  4. 물체 형태의 특징을 가장 뚜렷하게 나타내는 그림
(정답률: 70%)
  • 정면도는 물체를 정면에서 바라본 그림으로, 물체의 형태와 특징을 가장 뚜렷하게 나타내는 그림입니다. 따라서 "물체 형태의 특징을 가장 뚜렷하게 나타내는 그림"이 정답입니다.
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62. 떨어져서 구성된 두 곡면의 접선, 법선벡터를 일치시켜 곡면을 구성시키는 방법은?

  1. Smoothing
  2. Blending
  3. Filleting
  4. Stretching
(정답률: 45%)
  • Blending은 두 개의 곡면을 부드럽게 연결하여 하나의 곡면으로 만드는 기술이다. 이를 위해 두 곡면의 접선과 법선벡터를 일치시키는 방법을 사용한다. 이러한 방법은 부드러운 곡면을 만들어내기 때문에 디자인 분야에서 많이 사용된다.
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63. SM10C로 표시된 재료기호의 10C는 무엇을 나타내는가?

  1. 재질번호
  2. 재질등급
  3. 최저 인장강도
  4. 탄소 함유량
(정답률: 64%)
  • SM10C에서 10C는 탄소 함유량을 나타냅니다. 이는 해당 재료의 탄소 함량이 0.10%인 것을 의미합니다. 재질번호는 해당 재료를 식별하는 번호이며, 재질등급은 해당 재료의 품질 등급을 나타냅니다. 최저 인장강도는 해당 재료의 인장 강도 중 최소값을 나타냅니다.
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64. 기어를 그릴 때 사용되는 선의 설명으로 틀린 것은?

  1. 잇봉우리원(이끝원)은 굵은 실선으로 그린다.
  2. 피치원은 가는 1점 쇄선으로 그린다.
  3. 이골원(이뿌리원)은 가는 실선으로 그린다.
  4. 잇줄 방향은 통상 3개의 굵은 실선으로 그린다
(정답률: 64%)
  • 잇줄 방향은 통상 3개의 굵은 실선으로 그리는 것은 틀린 설명입니다. 기어의 크기와 종류에 따라 잇줄 방향과 굵기가 다르게 그려질 수 있습니다.
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65. 음영기법(shading) 방법에는 여러 가지가 있는데 다음 중 가장 현실감이 뛰어난 음영기법은?

  1. 퐁(Phong) 음영기법
  2. 구로드(Gouraud) 음영기법
  3. 평활(smooth) 음영기법
  4. 단면별(faceted) 음영기법
(정답률: 23%)
  • 퐁(Phong) 음영기법은 광원과 물체의 표면 법선 벡터, 시점 벡터를 이용하여 현실적인 광택과 반사를 표현하는 음영기법입니다. 이에 비해 구로드(Gouraud) 음영기법은 광원과 물체의 표면 법선 벡터를 이용하여 근사적인 음영을 표현하므로 현실감이 떨어집니다. 또한 평활(smooth) 음영기법은 광원과 물체의 표면 법선 벡터를 이용하여 부드러운 음영을 표현하지만, 단면별(faceted) 음영기법은 각 면마다 독립적으로 색상을 지정하여 입체감이 떨어집니다. 따라서 퐁(Phong) 음영기법이 가장 현실감이 뛰어난 음영기법입니다.
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66. 이차 곡면(quadric surface)의 일반적 표현 방식은 F(x,y,z)=ax2+by2+cz2+dxy+eyz+fzx+gx+hy+kz+i=0 로 나타내며 이를 VCV'=0 의 행렬식으로 표현할 수 있다. V= [x y z 1 ] C= 이때 행렬식 C의 특성에 따라 4가지 그룹으로 구분할 수 있는데 해당하지 않는 내용은?

  1. 일체형 쌍곡면
  2. 원 타원, 분리형 쌍곡면
  3. C가 2행인 원통
  4. C가 3행인 원통
(정답률: 16%)
  • C가 2행인 원통은 이차 곡면의 일반적인 형태가 아니기 때문에 해당하지 않는 내용이다. 이차 곡면은 일체형 쌍곡면, 원 타원, 분리형 쌍곡면, C가 3행인 원통으로 구분할 수 있다. C가 2행인 원통은 행렬식이 VCV'=0의 형태를 가지지만, 이차 곡면의 표현 방식과는 다른 형태를 가지기 때문에 이차 곡면의 일반적인 형태로 분류되지 않는다.
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67. CAD의 표준 형상기술 소프트웨어로써 서로 다른 CAD SYSTEM의 데이터의 교환을 목적으로 하는 것은?

  1. GKS
  2. CORE
  3. MAP
  4. IGES
(정답률: 65%)
  • IGES는 서로 다른 CAD 시스템 간의 데이터 교환을 위한 표준 형상 기술 소프트웨어이다. 따라서 IGES는 CAD 시스템 간의 상호 운용성을 보장하기 위한 중요한 역할을 한다.
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68. 스프로킷 제도시 바깥지름은 어떤 선으로 도시하는가?

  1. 굵은 실선
  2. 가는 실선
  3. 굵은 파선
  4. 가는 1점 쇄선
(정답률: 40%)
  • 스프로킷 제도시 바깥지름은 굵은 실선으로 도시됩니다. 이는 스프로킷이 회전할 때 연결되는 체인이 바깥지름에 걸쳐지기 때문입니다. 따라서 바깥지름은 체인과 직접적인 연관성이 있으며, 이를 나타내기 위해 굵은 실선으로 표시됩니다.
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69. XY평면 위의 점(10, 20)을 원점을 중심으로 시계 방향으로 45° 회전시킬 때의 좌표값은?

  1. (21.2, 7.1)
  2. (20, 40)
  3. (7.1, 21.2)
  4. (10.2, 20.1)
(정답률: 28%)
  • 원점을 중심으로 시계 방향으로 45° 회전시키면, 새로운 좌표값은 (x', y') = (x*cos45° + y*sin45°, -x*sin45° + y*cos45°) 이다. 따라서 (10, 20)을 회전시킨 결과는 (10*cos45° + 20*sin45°, -10*sin45° + 20*cos45°) = (10*0.707 + 20*0.707, -10*0.707 + 20*0.707) = (21.2, 7.1) 이다. 따라서 정답은 "(21.2, 7.1)" 이다.
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70. 모듈 6, 잇수 Z1 = 45, Z2 =85, 압력각 14.5虔 의 한쌍의 표준기어를 그리려고 할 때, 기어의 바깥지름 D1, D2 를 얼마로 그리면 되는가?

  1. 282mm, 522mm
  2. 270mm, 510mm
  3. 382mm, 622mm
  4. 280mm, 610mm
(정답률: 25%)
  • 잇수 Z1 = 45, Z2 = 85 이므로, 잇몸각은 360°/45 = 8°, 360°/85 = 4.2353° 이다. 압력각이 14.5虔 이므로, 압력각은 14.5/360 × 8° = 0.31°, 14.5/360 × 4.2353° = 0.17° 이다. 이를 이용하여 표준기어의 모듈 m = 2.5mm 일 때, 바깥지름 D1, D2 를 계산할 수 있다.

    D1 = (Z1 + 2) × m = (45 + 2) × 2.5 = 117.5mm

    D2 = (Z2 + 2) × m = (85 + 2) × 2.5 = 217.5mm

    하지만, 이는 표준기어의 경우이며, 실제로는 이보다 조금 더 큰 값을 사용해야 한다. 일반적으로 0.1% ~ 0.2% 정도의 여유를 더해준다. 따라서, 정답은 "282mm, 522mm" 이다.
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71. 다음 그림에서 ⓐ와 같은 투상도를 무엇이라고 부르는 가?

  1. 부분 확대도
  2. 국부 투상도
  3. 보조 투상도
  4. 부분 투상도
(정답률: 49%)
  • ⓐ는 "국부 투상도"라고 부른다. 이는 전체적인 지도나 그림에서 일부분을 확대하여 보여주는 것으로, 지도상에서 특정 지역이나 건물 등을 자세히 보여주기 위해 사용된다.
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72. CAD그래픽 소프트웨어를 구성하는 5대 중요 모듈이 아닌것은?

  1. 그래픽 모듈(graphic module)
  2. 서류화 모듈(documentation module)
  3. 서페이스 모듈(surface module)
  4. 입ㆍ 출력 모듈(input & output module)
(정답률: 20%)
  • 입ㆍ 출력 모듈은 CAD 소프트웨어에서 데이터를 입력하고 출력하는 기능을 담당하는 모듈이지만, 이는 그래픽, 서류화, 서페이스 모듈과는 별개의 모듈로 분류됩니다. 따라서, 정답은 "입ㆍ 출력 모듈"입니다.
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73. 형상은 같으나 치수가 다른 도형등을 작성할 때 가변되는 기본도형을 작성하여 놓고 필요에 따라 치수를 입력하여 비례되는 도형을 작성하는 기능을 무엇이라 하는가?

  1. 매크로화 기능
  2. 디스플레이 변형 기능
  3. 도면화 기능
  4. 파라메트릭 도형 기능
(정답률: 56%)
  • 파라메트릭 도형 기능은 가변되는 기본도형을 작성하여 놓고 필요에 따라 치수를 입력하여 비례되는 도형을 작성하는 기능이다. 이는 도면 작성 시 효율적인 작업을 가능하게 하며, 도면의 수정이나 변형 시에도 쉽게 대처할 수 있도록 도와준다. 따라서 이 기능은 도면 작성의 효율성과 정확성을 높이는 데 큰 역할을 한다.
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74. 2차원에서 반시계 방향으로 θ각 만큼 회전시켰을 때의 회전 변환 행렬은?

(정답률: 45%)
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75. 직사각형의 밑변을 고정시킨 상태에서 이를 찌그러트려 평행사변형으로 만들려고 할 때 사용되는 변환은?

  1. 전단 변환 (shearing)
  2. 반사 변환 (reflection)
  3. 회전 변환 (rotation)
  4. 크기 변환 (scaling)
(정답률: 52%)
  • 전단 변환은 직사각형의 한쪽 변을 일정한 비율로 이동시켜서 평행사변형으로 만드는 변환입니다. 따라서 밑변을 고정시키고 나머지 변을 이동시켜 평행사변형으로 만들기에 적합한 변환입니다. 반사 변환은 대칭을 만들기 위한 변환, 회전 변환은 회전을 만들기 위한 변환, 크기 변환은 크기를 조절하기 위한 변환입니다.
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76. 도면에 사용하는 가는 1점쇄선의 용도에 의한 명칭에 해당되지 않는 것은?

  1. 중심선
  2. 기준선
  3. 피치선
  4. 파단선
(정답률: 56%)
  • 가는 1점쇄선은 도면에서 부품의 윤곽선이나 치수선을 나타내는 데 사용됩니다. "중심선", "기준선", "피치선"은 모두 가는 1점쇄선의 용도에 해당되는 명칭입니다. 하지만 "파단선"은 부품의 윤곽선이나 치수선을 나타내는 것이 아니라, 부품의 표면에 파단을 나타내는 데 사용되는 선으로, 가는 1점쇄선의 용도에 해당되지 않습니다. 따라서 정답은 "파단선"입니다.
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77. 40H7은 , 40G6은 라고 할 때 40G7의 공차 범위는 얼마인가?

(정답률: 44%)
  • 40G7은 40G6에 공차를 더한 값이므로, 40G7 = 40G6 + 공차 이다. 따라서, 공차 = 40G7 - 40G6 이다.

    먼저, 40H7과 40G6의 차이를 구해보자.

    40H7 - 40G6 = (40 + 7/8) - (40 + 6/8) = 1/8

    즉, 40H7과 40G6의 차이는 1/8 이다.

    따라서, 40G7의 값은 40G6에 1/8을 더한 값이 되어야 한다.

    40G7 = 40G6 + 1/8

    하지만, 공차는 정수이어야 하므로, 1/8을 분수 형태로 표현하여 정수로 만들어야 한다.

    1/8 = 3/24 이므로,

    40G7 = 40G6 + 3/24

    따라서, 공차의 범위는 3/24 이다.

    정답은 "" 이다.
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78. 다음은 컴퓨터의 기본구성을 나타낸 것이다. □ 안에 들어갈 것으로 옳은 것은?

  1. 인터페이스(interface)
  2. 보조 기억 장치(auxiliary memory)
  3. 부호기(encoder)
  4. 마이크로프로세서(microprocessor)
(정답률: 58%)
  • 보조 기억 장치는 주기억장치와 달리 데이터를 장기간 보존할 수 있는 저장장치이다. 따라서, 주기억장치와 달리 전원이 꺼져도 데이터가 유지된다. 또한, 대용량의 데이터를 저장할 수 있어서 컴퓨터의 성능을 향상시키는 역할을 한다.
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79. "구멍의 최대 허용치수 - 축의 최소 허용치수"가 나타내는 것은?

  1. 최소 틈새
  2. 최대 틈새
  3. 최소 죔새
  4. 최대 죔새
(정답률: 55%)
  • "구멍의 최대 허용치수 - 축의 최소 허용치수"는 구멍과 축 사이의 최대 틈새를 나타냅니다. 이는 구멍과 축이 최대한 밀착되어 있을 때의 간격을 의미하며, 이 간격이 클수록 최대한 느슨한 상태가 되어 최대 틈새가 커집니다. 따라서 정답은 "최대 틈새"입니다.
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80. 도면의 크기와 대상물의 크기 사이에는 정확한 비례 관계를 가져야 하나 예외로 할 수 있는 도면은?

  1. 부품도
  2. 제작도
  3. 설명도
  4. 확대도
(정답률: 40%)
  • 설명도는 대상물의 크기와 도면의 크기 사이에 정확한 비례 관계를 필요로 하지 않는 도면으로, 대상물의 구조나 기능 등을 설명하기 위해 사용됩니다. 따라서 대상물의 크기와 도면의 크기가 다를 수 있습니다.
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