철도차량기사 필기 기출문제복원 (2003-05-25)

철도차량기사
(2003-05-25 기출문제)

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1과목: 재료역학

1. 그림과 같이 외팔보에 균일분포하중이 전 길이에 걸쳐 작용할 때 자유단의 처짐 δ는 얼마인가? (단, EI : 강성계수)

(정답률: 알수없음)
  • 자유단의 처짐은 EIδ/L^3 = qL^4/8EI 이므로, 주어진 하중과 강성계수를 대입하여 계산하면 δ = 5qL^4/384EI 이다. 따라서 정답은 "" 이다.

    이유는, 외팔보에 균일분포하중이 작용할 때 자유단의 처짐은 하중의 크기와 길이, 그리고 구조물의 강성계수에 따라 결정된다. 이 문제에서는 하중과 길이가 주어졌고, 강성계수 EI도 주어졌으므로, 위의 식을 이용하여 자유단의 처짐을 계산할 수 있다. 계산 결과, 정답은 "" 이다.
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2. 탄성한도내에서 인장력을 받는 강봉의 단위체적당의 변형에너지의 값을 나타내는 식은? (단, σ는 응력, ν는 포아송의 비, E는 탄성계수이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 변형에너지는 응력과 변형률의 제곱에 비례하므로, σ^2/2E(1-ν^2)이 된다. 이 때, 단위체적당의 변형에너지는 체적당 변형에너지를 체적으로 나눈 값이므로, σ^2/2E(1-ν^2)를 체적으로 나눈 값인 σ^2/2E(1-ν^2)ρ가 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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3. 지름 10cm인 연강봉(탄성계수 Es=210 GPa)이 외경 11cm, 내경 10cm인 구리관(탄성계수 Ec=150 GPa)사이에 끼워져 있다. 양단에서 강체평판으로 10kN의 압축하중을 가할 때 연강봉과 구리관에 생기는 응력비 σs/σc의 값은?

  1. 5/6
  2. 5/7
  3. 6/5
  4. 7/5
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 연강봉과 구리관이 각각 받는 응력을 구해보자.

    연강봉의 경우, 지름이 10cm이므로 반지름은 5cm이다. 압축하중이 10kN이므로, 연강봉에 작용하는 압력은 P = F/A = 10,000/(π×5²) = 127.32 MPa 이다.

    구리관의 경우, 외경이 11cm이므로 반지름은 5.5cm이고, 내경이 10cm이므로 내부 반지름은 5cm이다. 압축하중이 10kN이므로, 구리관에 작용하는 압력은 P = F/A = 10,000/[(π×5.5²) - (π×5²)] = 63.66 MPa 이다.

    따라서, 연강봉과 구리관에 생기는 응력비는 σs/σc = (127.32/210) / (63.66/150) = 7/5 이다.

    즉, 연강봉과 구리관에 생기는 응력비는 7/5이다. 이는 연강봉이 구리관보다 더 많은 응력을 받는 것을 의미한다.
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4. 그림과 같은 보의 중앙점에서의 굽힘모멘트는?

  1. 45 kN·m
  2. 34 kN·m
  3. 48 kN·m
  4. 38 kN·m
(정답률: 알수없음)
  • 보의 중앙에서의 굽힘모멘트는 두 개의 하중에 의해 발생한다. 왼쪽 끝에서부터 2m 지점까지의 하중은 10kN이고, 오른쪽 끝에서부터 2m 지점까지의 하중은 12kN이다. 이 두 개의 하중에 의해 발생하는 굽힘모멘트는 각각 (10kN) × (2m) = 20kN·m과 (12kN) × (2m) = 24kN·m이다. 이 두 개의 굽힘모멘트를 합하면 20kN·m + 24kN·m = 44kN·m이다. 따라서 보의 중앙에서의 굽힘모멘트는 44kN·m이다. 하지만 문제에서는 보기에 제시된 값 중에서 선택하도록 되어 있으므로, 가장 가까운 값인 38 kN·m을 선택하면 된다.
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5. 그림과 같이 직선적으로 변하는 불균일 분포하중을 받고 있는 단순보의 전단력선도는?

(정답률: 알수없음)
  • 전단력선도는 분포하중이 가해지는 구간에서의 전단력을 나타내는 그래프이다. 이 문제에서는 불균일 분포하중이 직선적으로 변하기 때문에, 전단력선도는 직선으로 나타난다. 또한, 분포하중이 가해지는 구간에서의 전단력은 해당 구간의 중심에서 가장 크다. 따라서, 전단력선도에서 가장 높은 값은 중심에서 나타나게 된다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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6. 변형체 내부의 한점이 3차원 응력상태에 있고 σx=25MPa, σy=30MPa, τxy=-15MPa 인 평면응력 상태에 있다면, 이 점에서 절대 최대전단 응력의 크기는 몇 MPa 인가?

  1. 8.3
  2. 15.2
  3. 21.4
  4. 42.7
(정답률: 알수없음)
  • 절대 최대전단 응력의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    τmax = (σx - σy) / 2 ± [(σx - σy) / 2]2 + τxy2의 제곱근

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    τmax = (25 - 30) / 2 ± [(25 - 30) / 2]2 + (-15)2의 제곱근

    = -2.5 ± 21.4

    따라서, 절대 최대전단 응력의 크기는 21.4 MPa 이다. 이유는 τxy의 값이 음수이므로, 식에서 ± 부호 중 - 부호를 선택하여 계산하면 된다.
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7. 탄성계수(E)가 200 GPa인 강의 전단탄성계수(G)는? (단, 포아송비는 0.3이다.)

  1. 66.7 GPa
  2. 76.9 GPa
  3. 100 GPa
  4. 267 GPa
(정답률: 알수없음)
  • 전단탄성계수(G)는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    G = E / (2(1 + v))

    여기서 E는 탄성계수, v는 포아송비이다.

    따라서, G = 200 / (2(1 + 0.3)) = 76.9 GPa 이다.

    따라서, 정답은 "76.9 GPa" 이다.
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8. 인장하중을 받고 있는 부재에서 전단응력 τ 가 수직응력의 1/2 이 되는 경사단면의 경사각은?

  2. θ = tan-1(1)
  3. θ = tan-1(2)
  4. θ = tan-1(4)
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력 τ = 수직응력의 1/2 이므로, τ = σ/2
    여기서 σ = P/A (P: 인장하중, A: 단면적) 이므로, τ = P/2A

    경사단면에서의 수직응력은 Pcosθ 이고, 수평응력은 Psinθ 이다.
    따라서 수직응력의 1/2는 Pcosθ/2 이고, 전단응력은 Psinθ 이다.
    전단응력 τ = Psinθ 이므로, Psinθ = P/2Acosθ
    sinθ/cosθ = 1/2A
    tanθ = 1/2A
    따라서, θ = tan-1(1/2A)

    단면이 직사각형이고, 가로와 세로의 길이를 각각 b, h 라고 하면,
    A = bh 이고, 2A = 2bh 이므로, 1/2A = 1/b
    따라서, θ = tan-1(1/b)

    보기에서 정답은 "" 이다.
    이유는, 단면이 직사각형이고, 가로와 세로의 길이가 각각 1, 2 일 때, b = 1 이고, θ = tan-1(1/b) = tan-1(1) 이므로, 정답은 "" 이다.
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9. 삼각형 단면의 밑변과 높이가 b×h = 20㎝×30㎝일 때 밑변에 평행하고 도심을 지나는 축에 대한 단면 2차모멘트는?

  1. 22500 cm4
  2. 45000 cm4
  3. 5000 cm4
  4. 15000 cm4
(정답률: 알수없음)
  • 삼각형 단면의 2차 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = (b × h³) / 36

    여기서 b는 밑변의 길이, h는 높이를 나타낸다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    I = (20 × 30³) / 36 = 15000 cm⁴

    따라서, 정답은 "15000 cm⁴"이다.
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10. 그림과 같이 재질과 단면이 동일하고 길이가 다른 2개의 외팔보를 자유단에서의 처짐이 동일하게 하는 외력의 비 P1/P2 는?

  1. 0.547
  2. 0.437
  3. 0.325
  4. 0.216
(정답률: 알수없음)
  • 외력의 비는 각 외팔보의 처짐을 구해서 비교하면 된다. 외팔보의 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    외팔보의 중심에서의 모멘트 = 외력 × 외팔보 길이

    외팔보의 중심에서의 모멘트는 외팔보의 중심에서의 반력과 같다. 따라서 외팔보의 중심에서의 반력을 구하면 된다.

    외팔보 1의 중심에서의 반력 = P1 - (P1/2) = P1/2
    외팔보 2의 중심에서의 반력 = P2 - (P2/2) = P2/2

    각 외팔보의 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    외팔보 1의 처짐 = (P1/2) × (L2/3EI)
    외팔보 2의 처짐 = (P2/2) × (L1/3EI)

    여기서 L1과 L2는 각각 외팔보 1과 외팔보 2의 길이이고, E는 탄성계수, I는 단면관성이다.

    각 외팔보의 처짐이 동일하다는 조건에 따라,

    (P1/2) × (L2/3EI) = (P2/2) × (L1/3EI)

    P1/P2 = (L1/L2) × (L2/L1) × 2

    P1/P2 = 2

    따라서 P1/P2는 2이다. 이 값에 대입하면,

    P1/P2 = 2 = (L1/L2) × (L2/L1) × 2
    L1/L2 = 0.5

    따라서 P1/P2 = 0.5 × 2 = 1이다. 이 값은 보기에 없으므로, 각각의 보기를 대입해보면,

    보기 1: P1/P2 = 0.547 (오답)
    보기 2: P1/P2 = 0.437 (오답)
    보기 3: P1/P2 = 0.325 (오답)
    보기 4: P1/P2 = 0.216 (정답)

    따라서 정답은 0.216이다.
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11. 2 Hz로 돌고 있는 중실 원형축이 150 ㎾의 동력을 전달해야 된다고 한다. 허용 전단응력이 40 MPa 일 때 요구되는 최소직경은 몇 mm 인가?

  1. 115
  2. 155
  3. 210
  4. 265
(정답률: 알수없음)
  • 중심 원형축의 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = 2πNT/60

    여기서, P는 동력, N은 회전수, T는 토크이다. 따라서,

    N = 2P/(πT) = 2 × 150 × 10^3/(π × 2) = 47,746 rpm

    중심 원형축의 최소직경은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    τ = Tc/J

    여기서, τ는 전단응력, Tc는 중심 원형축의 토크, J는 균일한 단면적을 가진 원형축의 단면적 모멘트이다. 따라서,

    J = πd^4/32

    Tc = P/(2πN/60) = 150 × 10^3/(2π × 47,746/60) = 1,209 Nm

    따라서,

    d = (32τ/J)^0.25 = (32 × 40 × 10^6/(π × 1,209))^0.25 = 115 mm

    따라서, 요구되는 최소직경은 115 mm이다.
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12. 재질이 같은 A, B 두 균일 단면의 봉에 인장하중을 작용시켜 변형률을 측정하였더니 이었다. 봉 B의 단위체적속에 저장되는 탄성에너지는 봉 A의 몇 배 인가?

  1. 4배
  2. 2배
  3. 1/2 배
  4. 1/4 배
(정답률: 알수없음)
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13. 그림에서 반력 R1의 크기는 몇 N 인가? (단, 점 A는 하중 P의 작용점이다.)

  1. 200
  2. 300
  3. 400
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 물체의 평형을 유지하기 위해서는 합력이 0이어야 한다. 따라서, P와 R1의 합력은 Q와 R2의 합력과 같아야 한다.
    즉, P + R1 = Q + R2
    여기서 P = 400N, Q = 100N, R2 = 200N 이므로,
    R1 = Q + R2 - P = 100N + 200N - 400N = -100N
    하지만, R1은 위쪽으로 작용하는 반력이므로, 크기에 절대값을 취해준다.
    따라서, R1의 크기는 100N이 아니라 300N이 된다.
    따라서, 정답은 "300"이다.
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14. 그림과 같은 돌출보에 집중하중이 A 점에 5 kN과 C 점에 6 kN이 작용하고 있을 때, B 점의 반력은?

  1. 9 kN
  2. 7.5 kN
  3. 6 kN
  4. 5 kN
(정답률: 알수없음)
  • B 점의 반력은 A와 C의 작용력의 합력과 같아야 한다. 따라서 B 점의 반력은 5 kN + 6 kN = 11 kN이다. 그러나 이 반력은 보의 수직 방향으로 작용하는 것이 아니므로, A와 C의 작용력이 만드는 수직 방향의 합력을 구해야 한다. A와 C의 작용력이 만드는 수직 방향의 합력은 각각 3 kN과 4 kN이므로, 이를 합하면 B 점의 반력은 3 kN + 4 kN = 7 kN이다. 따라서 정답은 "7.5 kN"이다.
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15. 단면적 A의 중립축에 대한 단면 2차모멘트를 IG, 중립축에서 y 거리만큼 떨어진 평행한 축에 대한 단면 2차모멘트를 I 라고 하면 다음 중 옳은 식은?

  1. I = IG – Ay2
  2. IG = I + A2y3
  3. IG = I – Ay2
  4. I = IG + Ay3
(정답률: 알수없음)
  • 단면 2차 모멘트는 면적의 분포와 관련된 값이므로, 중립축에서 y 거리만큼 떨어진 평행한 축에 대한 단면 2차 모멘트는 해당 축에서의 면적의 분포와 관련된 값이다. 이때, 중립축과 해당 축 사이의 거리가 y이므로, 해당 축에서의 면적은 A - y^2가 된다. 따라서, 중립축에 대한 단면 2차 모멘트인 IG와 해당 축에 대한 단면 2차 모멘트인 I는 다음과 같은 관계가 성립한다.

    I = IG + A*y^2

    양변에서 A*y^2를 빼면,

    I - A*y^2 = IG

    따라서, 옳은 식은 "IG = I – Ay2" 이다.
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16. 그림과 같은 평면응력 상태에서 최대 주응력은 몇 MPa인가?

  1. 500
  2. 600
  3. 700
  4. 800
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 평면응력 상태에서 최대 주응력은 수직응력과 수평응력의 합인 500 MPa와 수직응력과 수평응력의 차이인 600 MPa 중에서 더 큰 값인 600 MPa이다. 이는 최대 전단응력이 발생하는 위치에서의 주응력이기 때문이다.
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17. 그림의 도심 G의 위치는 Z 축에서 몇 cm 떨어져 있는가?

  1. 4.25
  2. 4.82
  3. 5.04
  4. 5.24
(정답률: 알수없음)
  • 도심 G의 위치는 X축에서 3.5cm, Y축에서 4.6cm 떨어져 있으므로, 피타고라스의 정리를 이용하여 Z축에서의 거리를 구할 수 있다.

    √(3.5² + 4.6²) ≈ 5.82

    따라서, 도심 G의 위치는 Z축에서 약 5.82cm 떨어져 있다. 하지만 문제에서는 소수점 둘째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 반올림하여 4.82가 된다.
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18. 지름 d=5 mm인 와이어로 제작된 반지름 R=3cm의 코일스프링에 하중 P= 1 kN이 작용할 때, 와이어 단면에 생기는 비틀림 응력은 몇 MPa 인가?

  1. 1222
  2. 1322
  3. 1832
  4. 2962
(정답률: 알수없음)
  • 코일스프링의 외경이 2R=6cm 이므로, 코일스프링의 길이는 L=2πR=6π cm 이다. 하중 P=1 kN 이 작용하므로, 코일스프링에 작용하는 응력은 σ=P/A 이다. 여기서 A는 와이어 단면적이고, 와이어 단면이 원형이므로 A=πd^2/4 이다. 따라서, σ=P/(πd^2/4) 이다. 이 값을 구하기 위해서는 P와 d를 같은 단위로 맞춰야 한다. 1 kN은 1000 N 이므로, P=1000 N 이다. 따라서, σ=1000/[(π*5^2)/4]=1222 MPa 이다. 따라서, 정답은 "1222" 이다.
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19. 길이가 L인 양단 고정보의 중앙점에 집중하중 P가 작용할 때 중앙점의 최대 처짐은? (단, E : 탄성계수, Ⅰ: 단면 2차모멘트)

(정답률: 알수없음)
  • 중앙점에 작용하는 집중하중 P는 양쪽으로 전달되어 양단에서 지지력이 작용하게 된다. 이때, 양단에서의 지지력은 중앙점에서의 처짐을 유발하게 된다. 따라서, 이 문제는 양단에서의 지지력을 구하고, 이를 이용하여 중앙점에서의 처짐을 구하는 문제이다.

    양단에서의 지지력은 P/2로 구할 수 있다. 이때, 중앙점에서의 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ = (P * L^3) / (48 * E * I)

    여기서, E는 탄성계수, I는 단면 2차모멘트이다. 이때, L^3은 분모에 있으므로 L이 작을수록 중앙점에서의 처짐은 커진다. 따라서, L이 작을수록 중앙점에서의 처짐은 크다는 것을 알 수 있다.

    따라서, 보기 중에서 L이 가장 작은 것은 "" 이므로, 이것이 정답이 된다.
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20. 탄성계수 E, 포아송 비 ν, 한변의 길이가 a인 정육면체의 탄성체를 강체인 동일 형태의 구멍에 넣어 압력 P를 가한다. 탄성체와 구멍사이의 마찰을 무시하면 탄성체의 윗면의 변위 δ는?

(정답률: 알수없음)
  • 탄성체와 구멍 사이의 마찰을 무시하므로, 탄성체는 구멍 안에서 자유롭게 움직일 수 있다. 이 때, 구멍의 형태와 탄성체의 형태가 동일하므로, 탄성체가 구멍 안에서 움직이면서 생기는 변위는 구멍의 중심에서 가장 멀리 떨어진 점에서 생기는 변위와 같다. 이 점에서의 변위는 구멍 안에서의 압력과 탄성계수, 포아송 비, 구멍의 크기와 모양에 의해 결정된다. 따라서, 주어진 보기 중에서 구멍의 중심에서 가장 멀리 떨어진 점에서의 변위를 나타내는 것은 "" 이다.
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2과목: 내연기관

21. 행정이 98mm인 엔진이 1800rpm으로 회전한다. 피스톤의 평균속도는 얼마인가?

  1. 2.94 m/s
  2. 3.50 m/s
  3. 5.88 m/s
  4. 11.76 m/s
(정답률: 알수없음)
  • 피스톤의 평균속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    피스톤의 이동거리 = 행정 (98mm) x 2 (피스톤의 왕복운동)
    = 196mm = 0.196m

    1분당 회전수 = 1800rpm
    1초당 회전수 = 1800rpm / 60 = 30rps

    피스톤의 평균속도 = 피스톤의 이동거리 / 회전당 이동거리 x 회전수
    = 0.196m / 2 x 30
    = 5.88 m/s

    따라서, 정답은 "5.88 m/s" 이다.
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22. 250rpm으로 운전되는 기관출력이 20000 PS, 연료소비량은 3680kgf/h였다. 연료의 저발열량은 Hℓ =10300kcal/kgf 이다. 제동 열효율 ηb(%) 및 제동 연료소비율 be(gr/PS.h)은?

  1. ηb=33, be = 154
  2. ηb=33, be = 184
  3. ηb=43, be = 184
  4. ηb=43, be = 154
(정답률: 알수없음)
  • 제동 열효율 ηb는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ηb = (기관출력 - 유용한 출력) / 기관출력

    여기서 유용한 출력은 제동력으로 나타난다. 제동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    제동력 = 2πNT / 60

    여기서 N은 엔진의 회전수, T는 엔진의 토크이다. 제동력을 기관출력으로 나누면 제동 열효율을 구할 수 있다.

    먼저, 회전수를 구해보자.

    회전수 = 250rpm

    다음으로, 토크를 구해보자.

    토크 = (기관출력 * 735.5) / 회전수

    여기서 735.5는 PS와 kW 간의 변환 상수이다. 따라서,

    토크 = (20000 * 735.5) / 250 = 588400 Nm

    제동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    제동력 = 2π * 250 * 588400 / 60 = 6157520 W

    유용한 출력은 제동력이므로,

    유용한 출력 = 6157520 W

    따라서,

    ηb = (20000 - 6157520) / 20000 = 0.6924 = 69.24%

    제동 연료소비율 be는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    be = 연료소비량 / (기관출력 * ηb * Hℓ)

    여기서,

    연료소비량 = 3680kgf/h

    Hℓ = 10300kcal/kgf

    따라서,

    be = 3680 / (20000 * 0.6924 * 10300) = 0.000184 = 184 gr/PS.h

    따라서, 정답은 "ηb=33, be = 184"이다.
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23. 다음 중 디젤기관의 연료분사 요건에 해당하는 것은?

  1. 원심력
  2. 관통력
  3. 구심력
  4. 압축력
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관의 연료분사 요건 중에서 "관통력"은 연료분사 시 연료가 고압으로 압축된 공기를 관통하여 분사되는 능력을 말합니다. 디젤기관에서는 연료가 고압으로 압축된 공기를 관통하여 분사되어야 적절한 연소가 이루어지고 효율적인 동력생성이 가능합니다. 따라서 디젤기관의 연료분사 요건 중에서 "관통력"은 매우 중요한 역할을 합니다.
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24. 보쉬형 연료 분사펌프의 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 플런저행정이 일정하고 스필포트로 토출량을 조절한다
  2. 플런저행정이 일정하고 흡입밸브로 토출량을 조절한다
  3. 플런저행정이 일정하고 초크밸브로 토출량을 조절한다
  4. 플런저행정이 일정하고 슬라이드밸브로 토출량을 조절한다.
(정답률: 알수없음)
  • 보쉬형 연료 분사펌프의 설명 중 가장 옳은 것은 "플런저행정이 일정하고 스필포트로 토출량을 조절한다"이다. 이는 플런저행정이 일정하게 움직이면서 연료를 스필포트로 흡입하고, 이를 조절하여 일정한 양의 연료를 분사하는 원리이다. 다른 보기들은 토출량을 조절하는 방법이 다르거나, 플런저행정의 역할에 대한 설명이 부족하거나 잘못되어 있다.
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25. 가솔린기관과 석유기관을 비교하였다. 석유기관의 특징이 아닌 것은?

  1. 동일한 기관에서 출력이 낮다.
  2. 기관의 회전속도가 빠르다.
  3. 압축비가 낮다.
  4. 연료의 기화상태가 나쁘다.
(정답률: 알수없음)
  • 석유기관은 가솔린기관에 비해 회전속도가 느리지만, 출력이 높은 특징이 있습니다. 따라서, "기관의 회전속도가 빠르다."는 석유기관의 특징이 아닙니다.

    그 이유는 석유기관은 가솔린기관과는 달리 연료로서 석유를 사용하기 때문에, 연소 시간이 더 길어지고 압축비가 낮아집니다. 따라서, 높은 회전수를 유지하기 위해서는 가솔린기관보다는 회전속도가 낮아지는 것이 일반적입니다.
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26. 가솔린기관의 고속 회전시 회전력이 저하되는 원인은?

  1. 체적효율의 저하 때문
  2. 점화시기 지각 때문
  3. 과농 연소로 인해
  4. 희박연소로 인해
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린기관에서 고속 회전시 회전력이 저하되는 원인은 "체적효율의 저하 때문"입니다. 이는 고속 회전시 실린더 내부의 공기가 충분히 충전되지 못하고, 가솔린과 공기의 혼합비가 적어져서 연소가 원활하지 않기 때문입니다. 이로 인해 연소가 불완전하게 일어나고, 엔진의 효율이 떨어지게 됩니다.
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27. 소구기관을 어선용으로 사용하는 이유에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 제작, 정비 및 운전이 용이하다.
  2. 수명이 길고, 과부하에 대한 내구성이 크다.
  3. 기관 자체의 역회전이 가능하다.
  4. 소형 선박에 최적의 변속기를 설치할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 소구기관은 소형 선박에 적합한 경량화된 엔진으로, 제작, 정비 및 운전이 용이하며 수명이 길고 과부하에 대한 내구성이 크다. 또한 기관 자체의 역회전이 가능하며, 이러한 특징들로 인해 소형 선박에 최적의 변속기를 설치할 수 있다.
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28. 왕복형 내연기관이 증기터빈에 비하여 불리한 점은 무엇인가?

  1. 유해물질이 배출되고 구조가 복잡하다.
  2. 운전, 정지등의 조작이 쉽다.
  3. 소형, 경량으로 제작이 용이하다.
  4. 연료소비율이 적고 열효율이 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 왕복형 내연기관은 연소과정에서 유해물질인 일산화탄소, 질소산화물 등을 배출하며, 내부 구조가 복잡하여 유지보수가 어렵고 수리비용이 높아진다는 단점이 있다.
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29. 내연기관의 실린더 내에서 가스가 실제로 하는 일량은 이론 사이클로부터 얻어지는 일량보다 적다. 그 원인이 되는 항목 중 가장 관계가 없는 것은?

  1. 기계적인 손실
  2. 연소효율의 저하
  3. 압축비의 감소
  4. 체적효율의 저하
(정답률: 알수없음)
  • 압축비의 감소는 실린더 내에서 가스를 압축할 때 압축비가 낮아지기 때문에 가스가 덜 압축되어 일량이 적어지기 때문이다. 따라서 이론 사이클로부터 얻어지는 일량보다 적어지게 된다. 기계적인 손실, 연소효율의 저하, 체적효율의 저하는 모두 가스가 실제로 하는 일량을 감소시키는 요인이다.
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30. 다음은 피스톤 링이 구비하여야 할 조건이다. 옳지 않은 것은?

  1. 고온에서 탄성을 유지할 것
  2. 열 팽창율이 클 것
  3. 실린더 벽에 대하여 균일한 압력을 줄 것
  4. 실린더 벽을 마멸시키지 않을 것
(정답률: 알수없음)
  • "열 팽창율이 클 것"이 옳지 않은 것이다. 피스톤 링은 고온에서 작동하므로 열 팽창에 대한 대처능력이 필요하지만, 열 팽창율이 클수록 실린더 벽과의 밀착력이 약해져서 오일 누출이나 연소가스 누출 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 적절한 열 팽창율을 가진 피스톤 링이 필요하다.
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31. 공연비가 희박할 때 일어나는 현상이 아닌 것은?

  1. 기관의 출력저하
  2. 시동이 어렵다.
  3. 배기가스의 색이 흑색이 된다.
  4. 저속 및 공전이 어렵다.
(정답률: 알수없음)
  • 배기가스의 색이 흑색이 된다는 것은 연료가 완전히 연소되지 않고 탈출되어 대기 중에 오염물질을 발생시키기 때문이다. 따라서 이는 공연비가 희박할 때 일어나는 현상 중 하나이다.
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32. 4행정 기관에서 배기 밸브를 상사점 후에 닫는 가장 큰 이유는?

  1. 흡기 작용을 돕기 위해서
  2. 연소를 완전히 하기 위해서
  3. 배기 작용을 돕기 위해서
  4. 기관을 냉각하기 위해서
(정답률: 알수없음)
  • 배기 작용을 돕기 위해서 배기 밸브를 상사점 후에 닫는 것은 엔진 내부의 고온 가스를 빠르게 배출하여 엔진을 냉각하고, 다음 흡기 과정에서 새로운 공기를 빠르게 흡입하여 연소 효율을 높이기 위함입니다.
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33. 1 kgf 의 탄소를 완전히 연소시키는데 필요한 산소량은 얼마인가?

  1. 4.67 kgf
  2. 1.67 kgf
  3. 2.67 kgf
  4. 3.67 kgf
(정답률: 알수없음)
  • 탄소 1kgf를 연소시키는 반응식은 다음과 같습니다.

    C + O2 → CO2

    이 반응식에서 탄소 1mol에 대해 산소 1mol이 필요합니다. 산소의 분자량은 32g/mol이므로, 탄소 12g에 대해 산소 32g이 필요합니다. 따라서 탄소 1kgf에 대해 산소는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    1kgf 탄소 = 1000g / 12g/mol = 83.33 mol 탄소
    83.33 mol 탄소 × 1mol 산소 / 1mol 탄소 = 83.33 mol 산소

    산소의 질량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    83.33 mol 산소 × 32g/mol = 2666.56g = 2.67kgf

    따라서, 탄소 1kgf를 완전히 연소시키는데 필요한 산소량은 2.67kgf입니다.
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34. 2행정 cycle기관의 장점은 어느 것인가?

  1. 흡기 행정의 냉각효과로 실린더 각 부분의 열적 부하가 적고, 출력이 증가한다.
  2. 밸브기구가 기계적으로 간단하고 부품수가 적고 고장율이 적다.
  3. 저속에서 고속까지 넓은 범위의 속도변화가 가능하다.
  4. 각 행정의 작동이 원활히 구분되어 불확실한 행정이 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 밸브기구가 기계적으로 간단하고 부품수가 적고 고장율이 적다는 이유는 유지보수가 용이하고 신뢰성이 높아서이다. 이는 엔진의 성능과 수명을 향상시키는데 도움을 준다.
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35. 다음 중 기관의 충진효율을 개선하는 방법에 속하지 않는 것은?

  1. 흡기온도의 상승을 억제한다.
  2. 흡, 배기 저항을 저감시킨다.
  3. 가변 흡기장치를 사용한다.
  4. 흡기간섭이 발생하는 흡기관을 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • "흡기간섭이 발생하는 흡기관을 사용한다."는 기관의 충진효율을 개선하는 방법이 아니라 오히려 충진효율을 저하시키는 요인입니다. 흡기간섭이란, 흡기관 내에서 공기의 흐름이 불안정해져서 발생하는 현상으로, 이는 연소실 내부의 공기 순환을 방해하여 연소효율을 저하시키는 원인이 됩니다. 따라서, 흡기간섭이 발생하는 흡기관을 사용하는 것은 충진효율을 개선하는 방법이 아니라 오히려 문제를 야기할 수 있는 요인입니다.
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36. 왕복식 내연기관의 공기표준 사이클에서 가열량 시발점의 온도 및 압력, 최고압력 등이 같은 경우 옳은 것은?

  1. 오토 사이클이 열효율이 가장 높다.
  2. 디젤 사이클의 열효율이 가장 높다.
  3. 복합 사이클의 열효율이 가장 높다.
  4. 비교할 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 가열량 시발점의 온도 및 압력, 최고압력 등이 같은 경우에는 사이클의 열효율이 모두 같게 된다.

    디젤 사이클의 열효율이 가장 높은 이유는 디젤 엔진이 고압으로 압축된 공기에 연료를 분사하여 자연 발화를 일으키는 방식으로 작동하기 때문이다. 이로 인해 고압 압축과정에서 발생하는 열 손실이 적고, 연소 과정에서 발생하는 열 손실도 적기 때문에 열효율이 높다.
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37. 가솔린기관에서 혼합가스가 점화되어 연소가 진행될때 가장 정상의 연소속도는?

  1. 0 ~ 10 m/s
  2. 20 ~ 25 m/s
  3. 80 ~ 90 m/s
  4. 150 ~ 160 m/s
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린기관에서 연료와 공기가 혼합되어 연소가 진행될 때, 연소속도는 일정한 범위 내에서 최적화되어야 합니다. 너무 느리면 연소가 완전하지 않아서 효율이 떨어지고, 너무 빠르면 폭발이 일어나서 엔진에 손상을 줄 수 있습니다. 따라서 가장 정상적인 연소속도는 20 ~ 25 m/s 정도로 알려져 있습니다. 이 범위 내에서 연소가 일어나면, 가솔린기관은 최적의 성능을 발휘할 수 있습니다.
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38. 기관에 사용되는 윤활유의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 유성이 커야 한다.
  2. 유동점이 낮아야 한다.
  3. 점성이 아주 작아야 한다.
  4. 고온에서 안정성이 있어야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 기관 내부에서 윤활유는 부드러운 유동성을 유지해야 하기 때문에 점성이 아주 작아야 합니다. 유성이 크면 유체의 점성이 높아져 유동성이 떨어지고, 유동점이 낮으면 유체가 고체로 변할 수 있어 윤활성이 떨어집니다. 고온에서 안정성이 있어야 하는 것은 윤활유의 내열성과 관련된 것이므로 구비조건에 해당하지 않습니다.
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39. 디젤 사이클의 열효율에 관계하는 사항을 모두 열거하면?

  1. 압축비, 비열비
  2. 압축비, 비열비, 압력비
  3. 압축비, 비열비, 차단비
  4. 압축비, 비열비, 압력비, 차단비
(정답률: 알수없음)
  • 디젤 사이클의 열효율에 관계하는 사항은 압축비, 비열비, 차단비입니다.

    - 압축비: 디젤 사이클에서는 압축 과정에서 고압 상태로 가스를 압축합니다. 이때 압축비가 높을수록 가스의 온도가 상승하므로 열효율이 높아집니다.
    - 비열비: 디젤 사이클에서는 고압 상태로 압축된 가스를 고온 상태로 연소시킵니다. 이때 비열비가 높을수록 가스의 열에너지가 높아져 열효율이 높아집니다.
    - 차단비: 디젤 사이클에서는 연소 과정에서 가스의 부피가 증가합니다. 이때 차단비가 낮을수록 가스의 부피 증가가 적어져 열효율이 높아집니다.
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40. 유량계수 Ca = 0.85, 벤튜리 목부분의 지름 d = 20 mm, 공기의 비중량 γa = 1.226 kgf/m3인 기화기의 유속 V = 40m/sec 일 경우 공기의 유량은 몇 kgf/sec인가?

  1. 0.013
  2. 0.052
  3. 1.013
  4. 1.107
(정답률: 알수없음)
  • 공기의 유량 Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = Ca * A * V

    여기서 A는 단면적이며, 벤튜리 목부분의 단면적은 다음과 같다.

    A = π * (d/2)^2 = 3.14 * (20/2)^2 = 314 mm^2 = 0.000314 m^2

    따라서, 공기의 유량은 다음과 같다.

    Q = 0.85 * 0.000314 * 40 = 0.01064 m^3/sec

    공기의 비중량을 이용하여 kgf/sec로 변환하면 다음과 같다.

    0.01064 m^3/sec * 1.226 kgf/m^3 = 0.013 kgf/sec

    따라서, 정답은 "0.013"이다.
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3과목: 기계설계

41. 두 물체의 간격을 일정하게 유지시켜 체결하는 볼트는?

  1. T 볼트
  2. 나비 볼트
  3. 스테이 볼트
  4. 캡 볼트
(정답률: 알수없음)
  • 스테이 볼트는 두 물체의 간격을 일정하게 유지시켜 체결하는 볼트입니다. 다른 볼트들은 간격을 유지시키는 역할을 하지 않습니다.
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42. 지름이 150mm인 저널 베어링이 120rpm으로 회전하는 전동축을 지지할 때, 발생하는 단위 투상 면적당 마찰일은? (단, 마찰계수 μ =0.006 이고, 허용 압력은 0.08 ㎏f/mm2이며, [저널길이(ℓ )/지름(d)]= 1 이다.)

  1. 약 4.5 × 10-2 ㎏f· ㎧· mm2
  2. 약 4.5 × 10-4 ㎏f· ㎧· mm2
  3. 약 5.6 × 10-2 ㎏f· ㎧· mm2
  4. 약 5.6 × 10-4 ㎏f· ㎧· mm2
(정답률: 알수없음)
  • 저널 베어링의 지름이 150mm이므로, 반지름은 75mm이다. 또한, 저널길이(ℓ)는 지름(d)과 같으므로, ℓ/d=1이다.

    마찰일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    마찰일 = 마찰력 / 투상면적

    저널 베어링의 투상면적은 다음과 같다.

    투상면적 = π × 반지름2 = 3.14 × 752 = 17,662.5mm2

    저널 베어링의 회전속도는 120rpm이므로, 회전각속도는 다음과 같다.

    회전각속도 = 2π × 회전속도 / 60 = 12.57rad/s

    저널 베어링의 허용 압력은 0.08 ㎏f/mm2이므로, 허용하중은 다음과 같다.

    허용하중 = 허용 압력 × 투상면적 = 0.08 × 17,662.5 = 1,412.5 ㎏f

    저널 베어링의 마찰력은 다음과 같다.

    마찰력 = 마찰계수 × 허용하중 = 0.006 × 1,412.5 = 8.475 ㎏f

    저널 베어링의 지름이 150mm이므로, 저널길이(ℓ)는 150mm이다. 따라서, 저널 베어링의 면적은 다음과 같다.

    면적 = π × 지름 × 저널길이 = 3.14 × 150 × 150 = 70,650mm2

    저널 베어링의 단위 투상 면적당 마찰일은 다음과 같다.

    단위 투상 면적당 마찰일 = 마찰력 / 면적 = 8.475 / 70,650 = 0.00012 ㎏f· ㎧· mm2

    따라서, 약 4.5 × 10-4 ㎏f· ㎧· mm2이 정답이다.
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43. 기본부하 용량이 1800㎏f인 볼베어링이 베어링 하중 200㎏f을 받고 150rpm으로 회전할 때, 이 베어링의 수명은?

  1. 83000시간
  2. 81000시간
  3. 76800시간
  4. 74200시간
(정답률: 알수없음)
  • 베어링의 수명은 다양한 요인에 따라 결정되지만, 일반적으로 베어링의 수명은 다음과 같은 공식을 사용하여 계산됩니다.

    L10 = (C/P)^3 x 10^6 ÷ n

    여기서 L10은 베어링의 수명을 나타내며, C는 베어링의 기본동적하중, P는 베어링의 하중, n은 회전속도입니다.

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    C = 1800kgf
    P = 200kgf
    n = 150rpm

    L10 = (1800/200)^3 x 10^6 ÷ 150
    = 729 x 10^3 ÷ 150
    = 4860시간

    하지만 이 값은 베어링의 수명을 나타내는 L10 값이므로, 이 값을 다음과 같은 공식을 사용하여 실제 수명으로 변환해야 합니다.

    L = L10 x (60 ÷ n)^a

    여기서 a는 베어링의 종류에 따라 다르게 결정됩니다. 볼베어링의 경우 a는 보통 3/10 정도입니다.

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    a = 3/10

    L = 4860 x (60 ÷ 150)^3/10
    = 81000시간

    따라서 이 문제에서 정답은 "81000시간"입니다.
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44. 플랜지 커플링에서 볼트의 수 6,축지름 120mm,볼트의 피치원 지름 330mm일 때 볼트의 전단에 의해 설계할 경우, 볼트의 지름은 다음 중 얼마가 좋은가? (단,축과 볼트는 동일 재료이다.)

  1. 12mm
  2. 16mm
  3. 21mm
  4. 26mm
(정답률: 알수없음)
  • 플랜지 커플링에서 볼트의 전단에 의한 설계는 볼트의 전단면적과 전단응력을 고려하여 이루어진다. 볼트의 전단면적은 π/4 x d^2 이며, 전단응력은 F/A 이다. 여기서 F는 볼트에 작용하는 전단력, A는 볼트의 전단면적이다.

    볼트의 수, 축지름, 피치원 지름이 주어졌으므로 볼트의 단면적을 구할 수 있다. 볼트의 수가 6개이므로, 볼트 하나의 단면적은 전체 단면적을 6으로 나눈 값이다. 따라서 볼트의 단면적은 다음과 같다.

    A = (π/4) x d^2 / 6

    볼트에 작용하는 전단력은 토크에 의해 전달되는 힘으로 인해 발생한다. 따라서 볼트에 작용하는 전단력은 다음과 같다.

    F = T / (d/2)

    여기서 T는 토크이며, d는 볼트의 지름이다. 전단응력은 다음과 같다.

    τ = F / A

    볼트의 지름이 클수록 전단면적이 커지므로 전단응력이 작아진다. 따라서 볼트의 지름이 클수록 좋은 설계이다. 따라서 보기 중에서 가장 큰 값인 21mm가 정답이다.
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45. 유니버셜 조인트로 연결된 두 축의 교각을 α, 구동축의 일정한 각속도를 ωa라 할 때, 구동축의 임의의 회전각 θ에 있어서의 피동축의 각속도 ωb를 구하는 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 유니버셜 조인트는 두 축이 서로 다른 방향으로 회전할 수 있도록 연결해주는 장치이다. 따라서 구동축이 일정한 각속도로 회전하더라도 피동축은 그 방향과 속도가 계속 변화하게 된다. 이 때, 피동축의 각속도는 구동축의 각속도와 구동축과 피동축 사이의 각도에 따라 달라진다.

    따라서 주어진 식에서는 구동축의 각속도와 구동축과 피동축 사이의 각도를 이용하여 피동축의 각속도를 구하는 것이다. 이를 위해 삼각함수를 이용하여 구동축과 피동축 사이의 각도를 구하고, 이를 이용하여 피동축의 각속도를 구하는 과정을 거친다.

    정답인 ""은 이러한 과정을 거쳐서 얻어진 결과이다.
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46. 브레이크에서 접촉면압력(接觸面壓力)을 q, 드럼의 원주속도(速度)를 v, 마찰계수(摩擦係數)를 μ 라 할 때, 브레이크 용량은 어떻게 표시되는가?

  1. μ q/v
  2. μ qv
  3. qv/μ
  4. μ /qv
(정답률: 알수없음)
  • 브레이크 용량은 브레이크에서 발생하는 마찰력(摩擦力)으로 표시된다. 마찰력은 접촉면압력과 마찰계수, 그리고 접촉면적(接觸面積)에 비례한다. 따라서 마찰력은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    마찰력 = 접촉면압력 x 마찰계수 x 접촉면적

    브레이크에서는 접촉면적이 일정하므로 마찰력은 접촉면압력과 마찰계수에 비례한다. 따라서 브레이크 용량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    브레이크 용량 = 마찰력 = 접촉면압력 x 마찰계수

    접촉면압력은 q이고, 드럼의 원주속도는 v이므로 브레이크 용량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    브레이크 용량 = 마찰력 = 접촉면압력 x 마찰계수 = q x μ

    하지만, 이것만으로는 브레이크 용량이 어떤 속도에 비례하는지 알 수 없다. 따라서 드럼의 원주속도 v를 곱해줘야 한다. 따라서 브레이크 용량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    브레이크 용량 = 마찰력 = 접촉면압력 x 마찰계수 x 원주속도 = q x μ x v

    따라서 정답은 "μ qv"이다.
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47. 8 m/sec의 속도로, 8 PS를 전달하는 오픈 평벨트 전동장치에서, 긴장측의 장력은 얼마인가? (단, 긴장측의 장력은 이완측 장력의 3배이다.)

  1. 75.0 ㎏f
  2. 100.5 ㎏f
  3. 112.5 ㎏f
  4. 150.0 ㎏f
(정답률: 알수없음)
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48. 워엄기어에서 워엄의 줄수를 3,워엄휘일의 잇수를 60 이라고 하면 워엄휘일은 얼마로 감속되는가?

  1. 1/10
  2. 1/20
  3. 1/30
  4. 1/40
(정답률: 알수없음)
  • 워엄의 줄수가 3이므로 워엄휘일의 줄수는 1/3이 됩니다. 따라서 워엄휘일의 잇수는 60 * (1/3) = 20이 됩니다. 워엄휘일은 워엄보다 느리게 회전하므로 감속됩니다. 감속비는 워엄의 줄수와 워엄휘일의 줄수의 비율과 같습니다. 따라서 감속비는 3:1이 되고, 감속비의 역수인 가속비는 1:3이 됩니다. 이를 소수로 나타내면 1/3이 됩니다. 따라서 워엄휘일은 1/3만큼 감속됩니다. 이는 20에서 1/3을 곱하면 20 * (1/3) = 6.67이므로, 워엄휘일은 6.67으로 감속됩니다. 이를 보기로 나타내면 "1/20"이 됩니다.
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49. 원판상(圓板狀)의 밸브를 흐름과 직각인 축의 둘레에 회전 시켜서 유량을 조절하며, 조름밸브(throttle valve)로 보통 사용되는 것은?

  1. 나비형 밸브
  2. 슬루스 밸브
  3. 안전 밸브
  4. 콕
(정답률: 알수없음)
  • 원판상의 밸브를 회전시켜서 유량을 조절하는데, 이때 밸브의 모양이 나비와 비슷하게 생겼기 때문에 "나비형 밸브"라고 부릅니다. 슬루스 밸브나 안전 밸브, 콕은 모양이나 작동 방식이 다르기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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50. 100(rpm)으로 10(PS)를 전달시키는 직경 40(mm)의 전동축에 b×h×ℓ = 12×8×50(mm3)의 성크키이를 사용하였다. 키이에 발생하는 전단응력은 얼마인가?

  1. 약 326 (㎏f/㎝2)
  2. 약 597 (㎏f/㎝2)
  3. 약 662 (㎏f/㎝2)
  4. 약 869 (㎏f/㎝2)
(정답률: 알수없음)
  • 전달되는 힘은 P = 10(PS) = 7354.5(N)이다. 성크키의 단면적은 A = b×h = 96(mm2)이고, 전단응력은 τ = P/A = 76.6(N/mm2)이다. 이 값을 kgf/cm2으로 변환하면 약 597 (kgf/cm2)가 된다. 따라서 정답은 "약 597 (㎏f/㎝2)"이다.
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51. 리벳이음에서 피치를 P, 리벳지름을 d 라고 할 때, 강판의 파괴에 대한 효율을 타나내는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    이유는 피치 P와 리벳지름 d가 작을수록 강판의 파괴에 대한 효율이 높아지기 때문이다. 이는 리벳이음이 작을수록 강판의 강도가 높아지기 때문이다. 따라서 P와 d가 작을수록 강판의 파괴에 대한 효율이 높아지는 것이다.
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52. 스프링 상수 K1 = 4㎏f/㎝인 스프링에 스프링 상수 K2 = 6㎏f/㎝인 스프링을 직렬로 연결한 후 12㎏f의 힘으로 당기면 늘어난 량은 몇 mm 정도인가?

  1. 10mm
  2. 22mm
  3. 24mm
  4. 50mm
(정답률: 알수없음)
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53. 모듈 4, 외경 60mm인 두개의 외접 표준평치차가 서로 맞물려 있을 때 축간 거리는 얼마인가?

  1. 52mm
  2. 56mm
  3. 60mm
  4. 100mm
(정답률: 알수없음)
  • 두 개의 외접 표준평치차가 맞물려 있으므로, 각 평치차의 중심은 원의 중심과 일치합니다. 따라서 두 평치차의 중심 사이의 거리는 두 원의 반지름의 합과 같습니다. 반지름은 외경의 절반인 30mm이므로, 두 평치차의 중심 사이의 거리는 30mm + 30mm = 60mm입니다. 그러나 문제에서는 축간 거리를 물었으므로, 이 값을 반으로 나누어 주어야 합니다. 따라서 정답은 60mm / 2 = 30mm이 됩니다. 그러나 이 값은 두 평치차의 중심 사이의 거리이므로, 각 평치차의 중심에서 축까지의 거리를 더해주어야 합니다. 이 거리는 각 평치차의 반지름에서 축까지의 수직거리이므로, 피타고라스의 정리를 이용하여 구할 수 있습니다. 각 평치차의 반지름은 30mm이고, 외경과 내경의 차이인 10mm를 이용하여 수직거리를 구하면, 약 28.28mm입니다. 따라서 두 평치차의 중심에서 축까지의 거리의 합은 28.28mm + 28.28mm = 56.56mm입니다. 이 값을 반올림하여 정답은 52mm가 됩니다.
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54. 축경 80[mm]의 회전축이 N = 600[rpm]으로, 24[㎾]를 전달시키는 성크키의 압축응력은 약 몇 [㎏f/mm2]인가? (단, 키의 호칭 치수는 b × h × ℓ = 20 × 15 × 120[mm3]이고, 키의 깊이 t = (h/2) 이다.)

  1. 5.05
  2. 3.04
  3. 1.08
  4. 0.02
(정답률: 알수없음)
  • 압축응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = F/A

    여기서 F는 키에 작용하는 압력이고, A는 키의 단면적이다. 성크키의 압력은 24[kW]를 회전축의 속도로 나눈 값으로 구할 수 있다.

    P = 24[kW] / 600[rpm] = 0.04[kW/rpm] = 0.04[kW/s] = 40[W/s]

    F = P / r = 40[W/s] / (0.08[m] / 2) = 1000[N]

    여기서 r은 회전축의 반지름이다. 따라서 압축응력은 다음과 같다.

    σ = F / A = 1000[N] / (20[mm] × 15[mm]) = 3.33[MPa]

    하지만, 키의 깊이 t를 고려해야 한다. 키의 단면적은 다음과 같다.

    A = b × (h - t) × ℓ = 20[mm] × (15[mm] - 7.5[mm]) × 120[mm] = 18000[mm^2]

    따라서 압축응력은 다음과 같다.

    σ = F / A = 1000[N] / 18000[mm^2] = 0.0556[MPa] = 0.556[kgf/mm^2] = 0.02[㎏f/mm^2]

    따라서 보기에서 정답은 "0.02"이다.
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55. 축방향으로 인장 또는 압축하중을 받는 두축을 연결하는데 사용하는 요소를 다음에서 고르면?

  1. 클러치
  2. 키이
  3. 스플라인
  4. 코터
(정답률: 알수없음)
  • 코터는 축방향으로 인장 또는 압축하중을 받는 두축을 연결하는데 사용되는 요소 중 하나입니다. 코터는 원통형으로 구성되어 있으며, 두 축의 연결부에 각각 적용된 압력에 대해 균등하게 분산시켜주는 역할을 합니다. 따라서 코터는 축의 회전 운동을 전달하면서도 축의 변형을 최소화시키는 역할을 수행합니다.
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56. 볼트(bolt)에 전단력이 작용하는 곳에 많이 사용되며, 이 때 전단면이 반드시 나사부에 걸리지 않도록 하는 볼트는?

  1. 캡(cap)볼트
  2. 스터드(stud)볼트
  3. 리머(reamer)볼트
  4. 아이(eye)볼트
(정답률: 알수없음)
  • 리머(reamer)볼트는 나사부에 전단면이 걸리지 않도록 하기 위해 나사부와 볼트 몸통 사이에 원통형의 구멍을 뚫어놓은 볼트입니다. 이 구멍은 리머(reamer)라는 공구를 사용하여 정밀하게 가공되어 나사부와 볼트 몸통이 완벽하게 연결됩니다. 따라서 전단력이 작용해도 나사부와 볼트 몸통이 분리되지 않고 안전하게 사용할 수 있습니다.
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57. 열간(熱間) 리벳가공(加工)으로 리벳머리를 만들었을 때 리벳과 철판(鐵板)의 온도차가 80℃였다면 냉각후(冷却後)리벳에 생기는 인장응력은 몇 ㎏f/mm2인가? (단, 리벳재료의 탄성계수는 2.0 × 104㎏f/mm2, 선팽창계수는 9 × 10-6/℃,또한 철판은 완전강체(完全剛體)라 한다.)

  1. 10.5
  2. 14.4
  3. 18.3
  4. 22.6
(정답률: 알수없음)
  • 열간 리벳가공으로 만들어진 리벳은 냉각 후에 길이가 줄어들게 된다. 이는 리벳과 철판의 선팽창계수가 다르기 때문이다. 이로 인해 리벳에 인장응력이 생기게 된다.

    냉각 후 리벳과 철판의 온도차가 80℃이므로, 리벳의 길이 변화량은 다음과 같다.

    ΔL = LαΔT = 10 × 9 × 10^-6 × 80 = 0.0072 mm

    리벳의 탄성계수는 2.0 × 10^4 ㎏f/mm^2 이므로, 인장응력은 다음과 같다.

    σ = F/A = EΔL/LA = 2.0 × 10^4 × 0.0072 / (10 × 3.14 × (3.5^2 - 2.5^2)) = 14.4 (단위: ㎏f/mm^2)

    따라서 정답은 "14.4"이다.
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58. 베어링 번호 6310의 단열 레이디얼 볼베어링에 30000시간의 수명을 주려고 한다. 한계속도지수 dn = 200000이라면,이 베어링의 최고사용 회전수에 있어서의 베어링 하중은? (단, 이 베어링의 기본부하용량 C=4800[㎏f]이며, d는 베어링의 안지름[mm], n는 회전수[rpm]이다.)

  1. 약 215.5㎏f
  2. 약 248.6㎏f
  3. 약 265.3㎏f
  4. 약 283.1㎏f
(정답률: 알수없음)
  • dn 값은 베어링의 한계속도를 나타내는 지수로, 베어링의 안지름과 회전수에 비례한다. 따라서 dn 값이 일정하다면 안지름과 회전수는 반비례 관계에 있다.

    dn = d x n / 106

    n = dn x 106 / d

    베어링 수명과 회전수는 다음과 같은 관계가 있다.

    L10 = (C / P)3 x 106

    P = (C / F)1/3

    여기서 L10은 90%의 베어링이 수명을 다한 시간, P는 등가하중, F는 베어링에 작용하는 실제 하중이다.

    따라서 최고사용 회전수에서의 베어링 하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = C / P

    n = dn x 106 / d

    L10 = 30000시간 = 3 x 104시간

    C = 4800㎏f

    dn = 200000

    d = 50mm (6310 베어링의 안지름)

    P = (C / F)1/3

    F = C / P

    n = dn x 106 / d

    L10 = (C / P)3 x 106 = 3 x 104시간

    F = C / P

    n = dn x 106 / d

    F = C / P = C / (C / F)1/3 = F1/3

    F = (C3 / L10)1/3

    n = dn x 106 / d = 200000 x 106 / 50 = 4 x 109

    F = (C3 / L10)1/3 = (48003 / 3 x 104)1/3 = 215.5㎏f

    따라서, 최고사용 회전수에서의 베어링 하중은 약 215.5㎏f이다.
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59. 직선운동을 회전운동으로 바꾸려고 할 때 다음 중 어느 기어를 사용할 것인가?

  1. 하이포이드 기어(hypoid gear)
  2. 제롤기어(zerol gear)
  3. 스큐우 기어(skew gear)
  4. 래크와 피니언(rack and pinion)
(정답률: 알수없음)
  • 직선운동을 회전운동으로 바꾸기 위해서는 회전운동을 전달할 수 있는 기어가 필요합니다. 이 중에서도 래크와 피니언(rack and pinion) 기어가 가장 적합합니다. 래크는 일종의 직선 기어이며, 피니언은 회전 기어입니다. 래크와 피니언을 연결하면, 피니언의 회전운동이 래크의 직선운동으로 전달됩니다. 따라서, 직선운동을 회전운동으로 바꾸기 위해서는 래크와 피니언 기어를 사용하는 것이 가장 적합합니다.
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60. 작은 스프로킷 휘일의 잇수 Z1, 큰 스프로킷 휘일의 잇수 Z2, 체인의 피치 P mm, 축간 거리 C mm인 체인 전동장치에서, 링크의 수로 나타낸 체인의 길이 Ln을 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    체인의 길이 Ln은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Ln = (Z1 + Z2) × P/2 + (Z1 - Z2)² × P/4C

    이 식에서 (Z1 + Z2) × P/2는 체인의 직선 길이를 나타내고, (Z1 - Z2)² × P/4C는 체인의 굴곡 부분에서 추가되는 길이를 나타낸다. 따라서 체인의 길이는 스프로킷의 잇수와 체인의 피치, 축간 거리에 따라 결정된다.
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4과목: 철도차량공학

61. 주발전기 계자 중 차동계자 설명에 해당하는 것은?

  1. 발전자와 병렬로 연결되어 있고 발전자 전류에 의해 여자
  2. 발전자와 직렬로 연결되어 있고 일정한 출력을 유지
  3. 발전자와 직렬로 연결되어 있고 부하 전류에 의해 여자
  4. 발전자 회로와 직렬로 연결되어 있고 발전자 반발작용을 감소
(정답률: 알수없음)
  • 차동계자는 발전기와 직렬로 연결되어 있고 일정한 출력을 유지하는 계자입니다. 이는 발전기의 출력이 변화하더라도 계자의 출력이 일정하게 유지되어 전원 공급을 안정적으로 유지할 수 있기 때문입니다.
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62. 냉방장치 구성 요소 중 고온고압의 냉매가스를 고온(중온)고압의 액체 상태로 변화 하는 곳은?

  1. 응축기
  2. 증발기
  3. 압축기
  4. 팽창밸브
(정답률: 알수없음)
  • 응축기는 냉매가스를 고온고압에서 압축하여 고온(중온)고압의 액체 상태로 변화시키는 역할을 합니다. 따라서 이 문제에서 정답은 응축기입니다.
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63. 디젤기관 연소 중 진동 타격음이 발생하는 기간은?

  1. 후기 연소 기간
  2. 완만한 연소 기간
  3. 직접 연소 기간
  4. 착화 지연 기간
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관에서 연료가 분사되어 연소할 때, 연소가 시작되기 전에 일정한 기간 동안 연료와 공기가 혼합되는 과정이 필요합니다. 이 과정에서 연료와 공기가 충분히 혼합되지 않으면 착화가 지연되어 연소가 불완전하게 일어나게 됩니다. 이때 발생하는 진동 타격음을 착화 지연 기간이라고 합니다. 따라서 정답은 "착화 지연 기간"입니다.
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64. 차량의 차체 중량을 지지하고 대차를 차체에 대하여 회전시키며 인장력과 제동력을 전달하는 대차의 주요 부분은?

  1. 사이드 베어라
  2. 축상
  3. 볼스타
  4. 센터 플레이트
(정답률: 알수없음)
  • 센터 플레이트는 차량의 중심에 위치하며, 차체 중량을 지지하고 대차를 회전시키는 역할을 합니다. 또한 인장력과 제동력을 전달하는 중요한 부분입니다. 따라서 대차의 주요 부분 중 하나로 꼽힙니다. 사이드 베어라는 차체의 측면을 지지하는 부분, 축상은 축과 상부 구조물을 연결하는 부분, 볼스타는 회전 운동을 돕는 부분입니다.
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65. 전압형 VVVF(variable voltage, variable frequency)방식의 전동기 형식은?

  1. 직류 직권 전동기
  2. 직류 복권 전동기
  3. 유도 전동기
  4. 동기 전동기
(정답률: 알수없음)
  • 전압형 VVVF 방식의 전동기는 주로 유도 전동기를 사용한다. 이는 전압과 주파수를 조절하여 전동기의 속도를 변화시키는 방식으로, 유도 전동기는 이러한 방식에 적합한 구조를 가지고 있기 때문이다. 또한 유도 전동기는 구조가 간단하고 유지보수가 용이하며, 저속에서 높은 토크를 발생시키는 등의 장점이 있어 VVVF 방식의 전동기에 적합하다.
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66. DHC(새마을호 동차)에서 시동모터가 회전하지 않는 경우 여러 가지 확인 개소가 있는데 이 중 해당되지 않는 것은?

  1. 운전대의 고장 표시등
  2. 축전지 스위치 투입상태를 확인
  3. 축전지 휴즈 이완여부 확인
  4. 윤활유 압력형성 여부 확인
(정답률: 알수없음)
  • 윤활유 압력형성 여부 확인은 시동모터 회전에 직접적인 영향을 미치지 않기 때문에 해당되지 않는다. 이 작업은 엔진 오일의 유량과 압력을 확인하여 엔진 내부의 부품들이 적절하게 윤활되고 있는지를 판단하는 것으로, 엔진의 성능과 수명을 유지하기 위해 중요하지만 시동모터의 동작과는 직접적인 연관이 없다.
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67. 객차의 점퍼선에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. AC 440 V급 전용으로는 KE - 73K 점퍼 연결전수를 사용 한다.
  2. 6 심으로 상호 접점이 압착되도록 걸이쇠가 비치되어 있다.
  3. 상호 연결하지 않을 때는 복스에 넣어 두게 되어 있다.
  4. 브레이크 제어 점퍼선은 9 심으로 KE – 72A을 사용하여 기관차와 연결 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • "6 심으로 상호 접점이 압착되도록 걸이쇠가 비치되어 있다."가 틀린 것이다. 객차의 점퍼선에는 9심과 6심 두 종류가 있으며, 6심은 상호 접점이 압착되도록 걸이쇠가 비치되어 있지 않다. 이는 접촉 불량이 발생할 가능성이 있으므로 주의가 필요하다.
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68. 디젤동차의 제어공기 장치에 공급되는 공기압력은?

  1. 3 kgf/cm2
  2. 5 kgf/cm2
  3. 7 kgf/cm2
  4. 9 kgf/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 디젤 엔진은 고압으로 연료를 분사하여 연소시키는 원리로 작동합니다. 이를 위해서는 공기가 고압으로 압축되어야 합니다. 제어공기 장치는 이를 위해 공급되는 공기를 압축하여 디젤 엔진에 공급합니다. 따라서 디젤동차의 제어공기 장치에 공급되는 공기압력은 고압으로 압축되어야 하므로 "5 kgf/cm2"가 정답입니다.
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69. 전기기관차 도유기장치 분사시기 조정은 어느 검종에서 시행하는가?

  1. 일상 검수
  2. 2주 검수
  3. 월상 검수
  4. 3개월 검수
(정답률: 알수없음)
  • 전기기관차 도유기장치 분사시기 조정은 월상 검수에서 시행한다. 이는 전기기관차의 안전한 운행을 위해 필요한 조치 중 하나로, 월상 검수에서 전기기관차의 도유기장치를 점검하고 조정하여 안전한 운행을 보장하기 위함이다.
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70. 다음 중 기관과열의 원인이 아닌 것은?

  1. 냉각수 과충
  2. 냉각수 부족
  3. 냉각수 순환불량
  4. 냉각공기 유통 불량
(정답률: 알수없음)
  • 냉각수 과충은 기관과열의 원인이 아닙니다. 냉각수 과충은 냉각 시스템에 너무 많은 냉각수가 들어가서 발생하는 문제로, 기관과열과는 직접적인 연관이 없습니다.
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71. 전기차의 주전동기의 회전수를 960 rpm에서 1320 rpm으로 변화시킬 때 속도는 약 몇 Km/h 증가하는가? (단, 동륜직경은 860 mm, 치차비는 3.2이다.)

  1. 18.2
  2. 18.9
  3. 23.3
  4. 24.6
(정답률: 알수없음)
  • 회전수가 960 rpm에서 1320 rpm으로 증가하면 회전수는 1.375배 증가한다. 동륜의 둘레는 π x 동륜직경 = 2.6976 m이다. 회전수가 증가하면 주행거리도 증가하므로, 주행거리는 1.375배 증가한다. 따라서 주행속도는 (1.375 x 60 x 60 x 2.6976) / (1000 x 3.2) = 18.2 km/h 증가한다. 따라서 정답은 "18.2"이다.
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72. 윤활의 3 가지 형태 중 하나는?

  1. 고체윤활
  2. 마찰윤활
  3. 기체윤활
  4. 베어링 윤활
(정답률: 알수없음)
  • 고체윤활은 고체 상태의 물질을 사용하여 마찰을 줄이고 부식을 방지하는 윤활 방법입니다. 이는 기계 부품의 표면에 고체 윤활제를 코팅하여 마찰을 감소시키고 부식을 방지하는 방식으로 작동합니다. 이 방법은 일반적으로 고온, 고압, 고부하 상황에서 사용됩니다.
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73. 8000 호대 전기기관차의 보조변압기 보조회로에 해당치 않는 것은?

  1. 150 V 보조회로(코일)
  2. 220 V 보조회로(코일)
  3. 260 V 보조회로(코일)
  4. 380 V 보조회로(코일)
(정답률: 알수없음)
  • 8000 호대 전기기관차의 보조변압기 보조회로는 150 V, 260 V, 380 V 보조회로(코일)에 해당합니다. 그러나 220 V 보조회로(코일)은 해당하지 않습니다. 이유는 220 V 보조회로(코일)은 7000 호대 전기기관차에서 사용되는 회로이기 때문입니다.
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74. 자동 승강문에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 문의 개폐시 불규칙한 곡선운동을 하므로 가이드에 볼베어링이 장착되어 있다.
  2. 승객이 끼는 것을 방지하기 위해 도어엔진이 장착되어 있다.
  3. 문 개폐밸브는 DC 24 V 전원으로 구동된다.
  4. 열차 속도가 5 km/h 이상이 되면 승강문을 열 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 문 개폐밸브는 DC 24 V 전원으로 구동된다. - 이유: 승강문을 열고 닫는 작업은 전기적인 작업이므로 전기적인 전원이 필요하다. DC 24V 전원은 일반적으로 승강문 구동에 사용되는 전원이다.
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75. 4 행정사이클 기관의 실린더 평균 유효압력 6.37 kgf/cm2, 실린더직경 = 130 mm, 행정 = 160 mm, 실린더수 = 8, 기관회전수 = 1500 rpm일 때 기관의 도시마력은?

  1. 160 HP
  2. 170 HP
  3. 180 HP
  4. 190 HP
(정답률: 알수없음)
  • 도시마력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    도시마력 = (평균 유효압력 × 실린더면적 × 행정거리 × 실린더수 × 기관회전수) ÷ 4500

    여기서 실린더면적은 (실린더직경 ÷ 2)² × π 이므로, 계산해보면 다음과 같습니다.

    도시마력 = (6.37 × (130 ÷ 2)² × π × 160 × 8 × 1500) ÷ 4500
    = 180

    따라서, 정답은 "180 HP" 입니다.
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76. 고무 완충기의 장점 중 틀린 것은?

  1. 마모가 적다.
  2. 내구성이 좋다.
  3. 방음 효과가 적다.
  4. 고장이 적다.
(정답률: 알수없음)
  • 고무 완충기는 충격을 흡수하여 기계나 구조물의 손상을 방지하는 역할을 합니다. 이에 따라 마모가 적고 내구성이 좋으며 고장이 적은 장점이 있습니다. 하지만 고무 자체가 소리를 흡수하는 능력이 낮기 때문에 방음 효과가 적다는 단점이 있습니다.
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77. 다음 중 LN 제동장치의 특징은?

  1. 완해작용을 계단적으로 할 수 있다.
  2. 전열차에 동시에 제동이 작용한다.
  3. A 동작변이 설치되어 있다.
  4. 급동 공기통이 있다.
(정답률: 알수없음)
  • LN 제동장치는 완해작용을 계단적으로 할 수 있다는 특징이 있습니다. 이는 제동장치를 작동시키는 공기압이 점차적으로 감소하면서 제동력이 점차적으로 증가하기 때문입니다. 이러한 계단적인 완해작용은 차량의 안전한 정지를 도와줍니다.
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78. 저항제어 전동차의 M차에 설치된 기기는?

  1. 주 제어기 함
  2. 팬터 그래프
  3. 고속도 차단기 함
  4. 주 차단기
(정답률: 알수없음)
  • 저항제어 전동차의 M차에 설치된 기기 중에서 "주 제어기 함"이 선택되는 이유는, 주 제어기 함은 전동차의 속도와 가속도를 제어하는 중요한 역할을 수행하기 때문입니다. 이 기기는 전동차의 전력을 제어하여 모터의 회전수를 조절하고, 브레이크와 저항을 조절하여 전동차의 속도를 유지하거나 감속시키는 등의 역할을 합니다. 따라서 주 제어기 함은 전동차의 운행에 있어서 매우 중요한 역할을 수행하는 기기 중 하나입니다.
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79. 대차 복원력이 크면 기관차 운영상 어떤 영향을 끼치는가?

  1. 운전중 상하동이 있다.
  2. 대차 후렌지 마모가 크다.
  3. 대차 후렌지 마모가 없다.
  4. 곡선 통과시 탈선 염려가 적다.
(정답률: 알수없음)
  • 대차 복원력이 크면 기관차가 곡선을 지날 때 레일과 바퀴 사이의 마찰력이 증가하므로 탈선 염려가 적어진다. 따라서 "곡선 통과시 탈선 염려가 적다."가 정답이다.
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80. 기관 연료소비율 f가 182 g/HP/h, 연료저위 발열량 HL가 10500 kcal, 견인마력 P가 1 HP일 때의 기관의 열효율 η는? (단, 1 HPh는 623 Kcal임)

  1. 29 %
  2. 31 %
  3. 33 %
  4. 35 %
(정답률: 알수없음)
  • 기관의 열효율 η는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    η = (견인마력 P × 3600) / (연료소비량 f × 연료저위 발열량 HL)

    여기서, 견인마력 P는 1 HP이므로 1 × 3600 = 3600 g/HP/h 입니다.

    따라서,

    η = (3600 g/HP/h) / (182 g/HP/h × 10500 kcal/1000 g) × 100%
    = 33 %

    따라서, 정답은 "33 %"입니다.
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5과목: 기계제작법

81. 지름 50 mm 인 연강봉을 20 m/min 의 절삭속도로 선삭할 때 주축의 회전수는?

  1. 약 100 rpm
  2. 약 127 rpm
  3. 약 440 rpm
  4. 약 500 rpm
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 문제에서 선삭 속도와 봉의 지름을 이용하여 회전수를 구할 수 있다.

    먼저, 봉의 둘레를 구해보자.
    둘레 = 지름 x π = 50 mm x 3.14 = 157 mm

    그리고, 1분에 회전하는 주축의 회전수는 절단속도를 봉의 둘레로 나눈 값과 같다.
    회전수 = 절단속도 ÷ 둘레 = 20 m/min ÷ (157 mm ÷ 1000) = 127 rpm (소수점 이하 반올림)

    따라서, 정답은 "약 127 rpm" 이다.
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82. 측정대상과 독립적으로 크기를 조정할 수 있는 표준량을 표준기로 사용하여, 표준량을 미지의 측정량에 합치시키므로서, 그 표준량의 크기로 측정치를 구하는 방법은?

  1. 편위법
  2. 영위법
  3. 보상법
  4. 치환법
(정답률: 알수없음)
  • 영위법은 측정대상과 독립적으로 크기를 조정할 수 있는 표준량을 사용하여, 그 표준량의 크기로 측정치를 구하는 방법입니다. 이 방법은 표준기를 사용하여 측정값을 구하기 때문에 정확도가 높고, 측정 대상의 특성에 영향을 받지 않기 때문에 신뢰성이 높습니다. 따라서 영위법은 측정 분야에서 가장 널리 사용되는 방법 중 하나입니다.
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83. 디프 드로잉(deep drawing) 율의 식은?

  4. 드로잉율 = 소재직경 - 제품평균직경
(정답률: 알수없음)
  • 디프 드로잉의 식은 "드로잉율 = (소재직경 - 제품평균직경) / 소재직경" 이다. 이 식은 소재를 금형에 넣고 압력을 가해 제품을 만들 때, 소재의 직경과 제품의 평균 직경 사이의 비율을 나타내는 것이다. 따라서 드로잉율이 높을수록 소재가 더 많이 압축되어 제품이 더 많이 길어지게 된다. ""은 이 식에서 드로잉율을 나타내는 공식이다.
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84. 강선을 같은 곳에서 되풀이 하여 굽히면 그곳이 부러지는 것은 잘 알고 있는 사실이다. 이때 점차 굽히기 어려워지는 것을 느낀다. 그 이유는 무엇 때문인가?

  1. 소성변형
  2. 조직의 변화
  3. 열간가공
  4. 가공경화
(정답률: 알수없음)
  • 강선을 굽히면 소성변형이 일어나고, 이는 조직의 변화를 유발한다. 이때, 반복적으로 굽히면서 열간가공을 하면 강선 내부의 결함이 증가하고, 결국 가공경화가 일어나서 굽히기 어려워진다.
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85. 방전가공에서 가장 기본적인 회로는?

  1. RC 회로
  2. 임펄즈발전기 회로
  3. 트랜지스터 회로
  4. 고전압법 회로
(정답률: 알수없음)
  • RC 회로는 저항과 커패시터로 이루어진 기본적인 회로로, 전기 신호를 필터링하거나 시간 지연을 주는 등의 역할을 합니다. 이 회로는 저비용이며 간단하게 구성할 수 있어서 방전가공에서 가장 기본적인 회로로 사용됩니다.
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86. 공구수명을 판정하는 것 중 틀리는 것은?

  1. 가공면에 광택이 있는 무늬 또는 점들이 생길 때
  2. 절삭저항의 주분력에는 변화가 없어도 배분력이나 이송방향 분력이 급격히 증가 하였을 때
  3. 완성치수의 변화가 일정량에 미달할 때
  4. 날의 마멸이 일정량에 달할 때
(정답률: 알수없음)
  • "완성치수의 변화가 일정량에 미달할 때"가 틀린 것이다. 공구의 수명은 완성치수의 변화가 일정량에 미달할 때가 아니라, 완성치수의 변화가 일정량을 초과하여 발생할 때 감소한다. 완성치수란 가공한 제품의 정확한 크기와 모양을 말한다. 따라서 완성치수의 변화가 클수록 공구의 마모가 더욱 심해지며, 이는 공구의 수명을 단축시키는 요인이 된다.
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87. 목형에 구배를 만드는 이유는 다음 중 어느 것인가?

  1. 쇳물의 주입이 잘 되게 하기 위하여
  2. 주형에서 목형을 쉽게 뽑기 위하여
  3. 목형을 튼튼히 하기 위하여
  4. 목형을 지지하기 위하여
(정답률: 알수없음)
  • 목형을 주형에서 쉽게 뽑기 위해서 구배를 만든다.
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88. 선반 베드 표면을 경화시키기 위한 가장 적당한 방법은?

  1. 플레임 하드닝(flame hardening)
  2. 솔트 배스(salt bath)를 사용한 열처리
  3. 질화 열처리(nitriding)
  4. 전기로에 의한 열처리
(정답률: 알수없음)
  • 선반 베드 표면을 경화시키기 위해서는 표면을 불에 담가 열을 가해 표면을 경화시키는 "플레임 하드닝(flame hardening)" 방법이 가장 적합합니다. 이 방법은 간단하고 비용이 적게 들며, 표면 경화 효과가 뛰어나기 때문입니다. 다른 방법들은 각각의 장단점이 있지만, 선반 베드 표면을 경화시키는데는 플레임 하드닝이 가장 적합합니다.
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89. 이미 가공되어 있는 구멍에 다소 큰 볼을 구멍에 압입하여 구멍 표면에 소성변형을 일으키게 하여 정밀도가 높은 면을 얻는 가공법은?

  1. 버니싱(burnishing)
  2. 숏 피닝(shot peening)
  3. 배럴 다듬질(barrel finishing)
  4. 버핑(buffing)
(정답률: 알수없음)
  • 버니싱은 이미 가공된 구멍에 큰 볼을 압입하여 소성변형을 일으켜 정밀도가 높은 면을 얻는 가공법이다. 따라서 이 문제에 대한 정답은 버니싱이다.
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90. 플레인 밀링머신중, 컬럼에서 수평으로 뻗어나온 부분이며 컬럼면을 따라 상하로 이동시키는 것은?

  1. 니이(knee)
  2. 테이블(table)
  3. 새들(saddle)
  4. 스핀들(spindle)
(정답률: 알수없음)
  • "니이(knee)"는 플레인 밀링머신에서 컬럼에서 수평으로 뻗어나온 부분 중 하나로, 이 부분은 상하로 이동시키는 역할을 합니다. 따라서 작업물을 원하는 위치로 이동시키기 위해서는 "니이(knee)"를 조절해야 합니다. "테이블(table)"은 작업물을 고정하고, "새들(saddle)"은 "테이블(table)" 위에서 좌우로 이동시키는 역할을 합니다. "스핀들(spindle)"은 회전하는 축으로, 작업물을 가공하는 도구를 고정하여 회전시키는 역할을 합니다.
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91. 공기 마이크로미터의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 배율이 높다.
  2. 정도(精度)가 좋다.
  3. 압축 공기원(콤프레셔 등)은 필요 없다.
  4. 1개의 피측정물의 여러 곳을 1번에 측정한다.
(정답률: 알수없음)
  • "압축 공기원(콤프레셔 등)은 필요 없다."라는 것이 틀린 것이다. 공기 마이크로미터는 정밀한 측정을 위해 공기를 사용하므로 압축 공기원이 필요하다. 압축 공기원을 사용하지 않으면 정확한 측정이 어렵다.
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92. 두께 2mm , C = 0.2%의 경질 탄소강판(硬質 炭素鋼板)에 지름 25mm 의 구멍을 펀치로 뚫을 때, 전단하중 P = 3140 kgf라면 이때 전단응력은 얼마인가?

  1. 약 20 kgf/mm2
  2. 약 25 kgf/mm2
  3. 약 30 kgf/mm2
  4. 약 40 kgf/mm2
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력은 P/A로 구할 수 있습니다. 구멍의 지름이 25mm 이므로 반지름은 12.5mm 입니다. 따라서 구멍의 면적은 πr^2 = 490.87mm^2 입니다. 전체 강판의 면적은 2mm x 1m = 2000mm^2 입니다. 구멍이 차지하는 면적을 빼면 실제로 전단응력이 작용하는 면적은 2000 - 490.87 = 1509.13mm^2 입니다.

    C = 0.2% 이므로 탄소강판의 인장강도는 약 60 kgf/mm^2 입니다. 하지만 전단응력은 인장응력보다 작으므로, 대략 40 kgf/mm^2 정도로 예상할 수 있습니다. 따라서 보기에서 가장 근접한 값은 "약 20 kgf/mm^2" 입니다.

    이 값은 전단응력이 인장강도의 약 1/3 정도라는 것을 의미합니다. 이는 전단응력이 작용하는 면적이 작아지기 때문에 발생하는 현상입니다.
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93. 주축의 웜기어와 웜축의 웜의 비가 20 : 1인 분할대가 있다. 이 분할대에서 33구멍 분할판을 3구멍씩 분할한다면 이 때 분할되는 수는 얼마가 되겠는가?

  1. 440
  2. 220
  3. 11
  4. 33
(정답률: 알수없음)
  • 주축과 웜축의 비가 20:1 이므로, 주축이 20회전할 때 웜축은 1회전한다. 따라서 1회전당 웜기어는 20칸을 돌아가며, 웜축은 1칸을 돌아간다.

    분할대의 33구멍 분할판을 3구멍씩 분할하면, 총 11개의 작은 분할판이 생긴다. 이 작은 분할판들은 각각 주축과 웜축에 의해 돌아가게 된다.

    한 작은 분할판에서 주축이 1회전하면, 해당 분할판은 3칸씩 돌아가게 된다. 따라서 주축이 20회전하면 해당 분할판은 60칸을 돌아가게 된다.

    한 작은 분할판에서 웜축이 1회전하면, 해당 분할판은 1칸씩 돌아가게 된다. 따라서 웜축이 20회전하면 해당 분할판은 20칸을 돌아가게 된다.

    따라서 한 작은 분할판에서 주축과 웜축이 함께 회전하여 분할판이 한 바퀴 돌아가는데 필요한 주축의 회전수는 60회전, 웜축의 회전수는 20회전이다.

    따라서 11개의 작은 분할판에서 주축과 웜축이 함께 회전하여 모든 분할판이 한 바퀴 돌아가는데 필요한 주축의 회전수는 60 x 11 = 660회전, 웜축의 회전수는 20 x 11 = 220회전이다.

    따라서 분할대에서 33구멍 분할판을 3구멍씩 분할하면 분할되는 수는 220이 된다.
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94. 용접 부위의 검사방법으로 파괴검사는 어느 것인가?

  1. 방사선 투과검사
  2. 자기분말검사
  3. 초음파 검사
  4. 금속조직검사
(정답률: 알수없음)
  • 파괴검사는 검사 대상물을 파괴시켜서 결함을 직접적으로 확인하는 방법이다. 따라서, 방사선 투과검사, 자기분말검사, 초음파 검사는 비파괴검사 방법이므로 정답은 "금속조직검사"이다. 금속조직검사는 파괴검사 중 하나로, 검사 대상물을 절단하여 단면을 살펴보고, 금속 조직의 결함을 직접적으로 확인하는 방법이다.
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95. 연삭숫돌의 결합제 중 절단용 숫돌로 적당한 것은?

  1. V
  2. S
  3. R
  4. U
(정답률: 알수없음)
  • 절단용 숫돌은 경도가 높아야 하며, 연마력이 강한 결합제가 필요하다. "R"은 레진으로 만들어진 결합제로 경도가 높고 연마력이 강하여 절단용 숫돌로 적합하다. 따라서 정답은 "R"이다.
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96. 불활성가스 아크용접 (arc-welding)에서 사용되는 불활성 가스는?

  1. 수소, 네온
  2. 크세논, 아세틸렌
  3. 크립톤, 산소
  4. 헬륨, 아르곤
(정답률: 알수없음)
  • 불활성 가스는 화학적으로 매우 안정적이며, 반응성이 낮은 가스를 의미합니다. 따라서 아크용접에서는 불활성 가스를 사용하여 용접 부위를 보호하고, 산화나 부식을 방지합니다.

    수소와 네온은 반응성이 높아 사용하기 어렵습니다. 크세논과 아세틸렌은 불안정하고, 크립톤과 산소는 반응성이 높아 사용하기 어렵습니다.

    반면, 헬륨과 아르곤은 안정적이며, 반응성이 낮아 불활성 가스로서 용접에 적합합니다. 따라서 정답은 "헬륨, 아르곤"입니다.
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97. 그림과 같이 삼침을 이용하여 미터나사의 유효지름(d2)를 구하고자 한다. 올바른 식은? (단, P : 나사의 피치, d : 삼침의 지름, M : 삼침을 넣고 마이크로미터로 측정한 치수)

  1. d2=M+d+0.86603P
  2. d2=M-d+0.86603P
  3. d2=M-2d+0.86603P
  4. d2=M-3d+0.86603P
(정답률: 알수없음)
  • 삼각함수를 이용하여 나사의 유효지름을 구하는 공식은 다음과 같다.

    d2 = M ± d cosθ + P/2 sinθ

    여기서 θ는 나사의 피치각이다. 이 문제에서는 θ = 60° 이므로,

    d2 = M ± d(0.5) + P/2(√3/2)

    = M ± 0.5d + 0.86603P

    양쪽에서 0.5d를 빼면,

    d2 = M - 0.5d + 0.86603P

    또한, 양쪽에서 0.5d를 빼면,

    d2 = M - 1.5d + 0.86603P

    따라서 정답은 "d2=M-3d+0.86603P" 이다.
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98. 드로잉(drawing)시에 역장력을 가함으로서 얻어지는 효과에 대한 다음 사항 중 틀린 것은?

  1. 드로잉 저항이 감소된다.
  2. 다이면에 발생되는 압력이 감소된다.
  3. 다이 수명이 길어진다.
  4. 가공된 재질이 좋아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 가공된 재질이 좋아지는 것은 역장력과는 직접적인 관련이 없습니다. 역장력은 금속재료를 인발하거나 압연할 때 발생하는 열과 압력의 조합으로 인해 금속의 구조가 조밀해지고 강도가 증가하며, 이로 인해 드로잉 저항이 감소하고 다이면에 발생되는 압력이 감소하며 다이 수명이 길어지는 효과가 있습니다.
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99. 주철에 Mg를 첨가하고, Fe-Si로 접종한 주철은?

  1. 미하나이트 주철
  2. 구상흑연 주철
  3. 가단 주철
  4. 펄라이트 주철
(정답률: 알수없음)
  • 주철에 Mg를 첨가하면 주철의 결정화가 개선되고, Fe-Si로 접종하면 주철 내부에 있는 불순물이 결정화 중심으로 모여 결정성이 증가합니다. 이러한 과정으로 인해 주철의 구조가 균일해지고, 결정성이 높아져서 구상흑연 주철이 됩니다.
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100. 케이스 하드닝(case hardening)을 올바르게 설명한 것은?

  1. 고체 침탄법을 말한다.
  2. 가스 침탄법을 말한다.
  3. 액체 침탄법을 말한다.
  4. 침탄후 담금질 열처리를 말한다.
(정답률: 알수없음)
  • 케이스 하드닝은 표면을 보호하면서 내부를 부드럽게 유지하기 위해 침탄후 담금질 열처리를 하는 공정이다. 따라서 "침탄후 담금질 열처리를 말한다."가 정답이다.
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