철도차량기사 필기 기출문제복원 (2004-05-23)

철도차량기사
(2004-05-23 기출문제)

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1과목: 재료역학

1. 지름 10 mm의 균일한 원형 단면 막대기에 길이 방향으로 7850 N의 인장하중이 걸리고 있다. 하중이 전단면에 고루 걸린다고 보면 하중방향에 수직인 단면에 생기는 응력은?

  1. 785 MPa
  2. 78.5 MPa
  3. 100 MPa
  4. 1000 MPa
(정답률: 알수없음)
  • 하중이 전단면에 고루 걸리므로, 단면적은 π(지름/2)^2 = 78.54 mm^2 이다. 인장응력은 하중/단면적 = 7850 N / 78.54 mm^2 = 100 MPa 이다. 따라서 정답은 "100 MPa" 이다.
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2. 지름이 22 mm인 막대에 25 kN 의 전단하중이 작용할 때 0.00075 rad의 전단변형율이 생겼다. 이 재료의 전단탄성계수는 몇 GPa 인가?

  1. 87.7
  2. 114
  3. 33
  4. 29.3
(정답률: 알수없음)
  • 전단탄성계수(G)는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다.

    G = (전단하중 / (지름 * 길이)) / 전단변형율

    여기서 지름은 22 mm, 전단하중은 25 kN, 전단변형율은 0.00075 rad로 주어졌다. 길이는 주어지지 않았으므로 임의의 값을 사용해도 무방하다. 예를 들어, 길이를 100 mm로 가정하면 다음과 같이 계산할 수 있다.

    G = (25 kN / (22 mm * 100 mm)) / 0.00075 rad
    G = 87.7 GPa

    따라서, 이 재료의 전단탄성계수는 87.7 GPa이다.
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3. 그림과 같은 단순보가 좌측에서 우력 Mo가 작용하고있다. 이 경우 A점과 B점에서 모멘트는?

  1. MA = -Mo, MB = 0
  2. MA = 0, MB = -Mo
(정답률: 알수없음)
  • A점에서는 우측으로 회전하는 모멘트가 발생하고, B점에서는 회전하는 모멘트가 발생하지 않는다. 따라서 A점에서의 모멘트는 반시계 방향으로 -Mo이고, B점에서의 모멘트는 0이 된다. 따라서 정답은 "MA = -Mo, MB = 0"이다.
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4. 40 kN의 인장하중을 받는 지름 40 mm의 알루미늄 봉의 단위 체적당의 탄성에너지는 몇 N.m/m3 인가?(단, 알루미늄의 탄성계수는 72 GPa이다.)

  1. 17020
  2. 6515
  3. 1702
  4. 7036
(정답률: 알수없음)
  • 탄성에너지 밀도는 1/2 * (인장응력)^2 / 탄성계수 이므로,
    인장응력 = 인장하중 / 단면적 = 40 kN / (π/4 * (0.04 m)^2) = 159154.943 N/m^2
    탄성에너지 밀도 = 1/2 * (159154.943 N/m^2)^2 / (72 * 10^9 N/m^2) = 7036 N.m/m^3
    따라서 정답은 "7036" 이다.
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5. 그림과 같은 직사각형 단면의 짧은 기둥에서 점 P에 압축력 100 kN을 받고 있다. 단면에 발생하는 최대 압축응력은 몇 MPa 인가?

  1. 0.83
  2. 8.3
  3. 83
  4. 0.083
(정답률: 알수없음)
  • 압력은 힘을 면적으로 나눈 값이므로, 압축력 100 kN을 단면적으로 나누어 압축응력을 구할 수 있다. 단면의 너비는 200 mm, 높이는 300 mm 이므로 단면적은 60,000 mm² 이다. 따라서 압축응력은 100,000 N / 60,000 mm² = 1.67 MPa 이다. 하지만 이 직사각형 단면에서 최대 압축응력은 단면 중심선을 따라 발생하므로, 이 값의 절반인 0.83 MPa 가 최대 압축응력이 된다. 따라서 정답은 "0.83" 이다.
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6. 보속의 굽힘응력의 크기에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 중립면에서의 거리에 정비례한다.
  2. 중립면에서 최대로 된다.
  3. 위 가장자리에서의 거리에 정비례한다.
  4. 아래 가장자리에서의 거리에 정비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 보속의 굽힘응력은 중립면에서 가장 크며, 중립면에서 멀어질수록 감소한다. 이는 중립면에서의 거리에 정비례하기 때문이다. 따라서 "중립면에서의 거리에 정비례한다."가 옳은 설명이다.
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7. 보에 있어서 축선의 곡률반경(曲率半徑) ρ, 굽힘모멘트 M, 단면의 단면 2차 모멘트 Ⅰ, 탄성계수를 E라 하면 다음식 중 맞는 것은?

  1. ρ=EⅠM
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    이유는 축선의 곡률반경 ρ는 굽힘모멘트 M과 단면의 단면 2차 모멘트 Ⅰ에 의해 결정되며, 탄성계수 E와는 관련이 없기 때문이다. 따라서 ""이 맞는 식이다.
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8. 전단 탄성계수가 80 GPa인 재료에 직교하는 2축 응력 σx=200 MPa, σy=-200 MPa 이 작용할 때, 그림과 같은 미소요소 a,b,c,d의 전단변형률 γ의 크기는? (단, 경사각 φ 는 45° 이다.)

  1. 3.125 x 10-3
  2. 2.5 x 10-3
  3. 1.875 x 10-3
  4. 1.25 x 10-3
(정답률: 알수없음)
  • 전단변형률 γ는 다음과 같이 구할 수 있다.

    γ = (σx - σy) / (2G sinφ cosφ)

    여기서, G는 전단 탄성계수이고, φ는 경사각이다.

    주어진 값에 대입하면,

    γ = (200 MPa - (-200 MPa)) / (2 x 80 GPa x sin45° x cos45°)

    γ = 400 MPa / (2 x 80 GPa x 0.707 x 0.707)

    γ = 2.5 x 10-3

    따라서, 정답은 "2.5 x 10-3"이다.
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9. 다음 그림과 같은 돌출보에서 지점 반력은?

(정답률: 알수없음)
  • 지점 반력은 돌출보의 끝에서 작용하는 반력으로, 돌출보의 끝에서는 지지력이 작용하지 않기 때문에 지점 반력은 "" 이다.
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10. 그림과 같은 돌출보에 집중하중 P가 작용할 때 굽힘모멘트 선도(B.M.D)로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 돌출보에 작용하는 집중하중 P는 보의 중심축에서 멀어질수록 굽힘모멘트가 커지게 된다. 따라서 P가 가장 멀리 있는 A 지점에서 B.M.D가 최대값을 가지게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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11. 직사각형 단면(폭 12 cm, 높이 5 cm)이고, 길이 1 m 인 외팔보가 있다. 이 보의 허용응력이 500 MPa이라면 높이와 폭의 치수를 서로 바꾸면 받을수 있는 하중의 크기는 어떻게 변화하는가?

  1. 1.2배 증가
  2. 2.4배 증가
  3. 1.2배 감소
  4. 변화없다
(정답률: 알수없음)
  • 직사각형 단면의 넓이는 폭과 높이의 곱으로 구할 수 있으므로, 현재 보의 단면적은 12 cm x 5 cm = 60 cm² 이다. 이를 높이와 폭을 바꾼 경우, 단면적은 5 cm x 12 cm = 60 cm² 로 변하지 않는다. 따라서, 단면적은 변하지 않고, 허용응력도 동일하므로 하중의 크기도 변하지 않는다. 따라서, 정답은 "변화없다" 이다.
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12. 그림의 구조물이 하중 P를 받을때 구조물속에 저장되는 탄성 에너지는?(단, 단면적 A, 탄성계수 E는 모두 같다.)

(정답률: 알수없음)
  • 구조물이 하중 P를 받을 때, 구조물 내부의 탄성 에너지는 탄성력과 변형량의 곱으로 계산된다. 이 때, 탄성력은 힘에 대한 면적인 A와 탄성계수인 E의 곱으로 계산된다. 변형량은 하중 P가 구조물을 압축시키는 변형량으로 계산된다. 따라서, 탄성 에너지는 1/2 * P^2 / (A*E)로 계산된다. 이에 따라 정답은 ""이다.
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13. 길이 5 m의 봉이 상단에서 고정되어 세로로 매달려 있다. 봉이 10 ㎝x10 ㎝의 균일단면을 가지며 단위 길이당 중량이 800 N/m 일때 봉의 하단, 즉 자유단에서 늘어난 길이는 몇 mm 인가? (단, 탄성계수 E = 200 GPa 이다.)

  1. 0
  2. 5x10-3
  3. 10x10-3
  4. 20x10-3
(정답률: 알수없음)
  • 먼저 봉의 하단에서의 무게는 봉의 중심에서의 무게와 같으므로 2.5m 지점에서 중량이 작용한다고 가정할 수 있다. 이때 봉의 단면적은 10x10=100cm^2 이므로 1m 당 중량은 800N/m 이다. 따라서 2.5m 지점에서의 중량은 800N/m x 100cm^2 x 2.5m = 200000N 이다. 이 중량이 봉을 늘리는 힘이 된다. 봉의 길이가 L 이라고 할 때, 봉이 늘어난 길이 ΔL 은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔL = (중량) / (단면적 x 탄성계수)
    = 200000N / (100cm^2 x 200GPa x 10^9 N/m^2)
    = 0.0005m = 5x10^-3 m

    따라서 정답은 "5x10^-3" 이다.
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14. 그림과 같은 보의 최대처짐을 나타내는 식은? (단, Ⅰ는 단면 2차 모멘트이고 보의 자중은 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
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15. 중공축의 내부 직경이 40 mm, 외부 직경이 60 mm일 때, 최대 전단응력이 120 MPa를 초과하지 않도록 적용할 수있는 최대 비틀림 모멘트는 몇 kN.m 인가?

  1. 1.02
  2. 2.04
  3. 3.06
  4. 4.08
(정답률: 알수없음)
  • 중공축의 최대 전단응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    τ_max = T_max * r / J

    여기서, T_max는 최대 비틀림 모멘트, r은 중심축에서 내부 반지름, J는 극관성이다.

    J = π/2 * (r_o^4 - r_i^4)

    여기서, r_o는 외부 반지름, r_i는 내부 반지름이다.

    주어진 중공축의 내부 반지름과 외부 반지름을 이용하여 J를 계산하면 다음과 같다.

    r_i = 20 mm
    r_o = 30 mm
    J = π/2 * (30^4 - 20^4) = 1.96e7 mm^4

    최대 전단응력이 120 MPa를 초과하지 않도록 하려면,

    T_max <= τ_max * J / r

    여기서, r은 중심축에서 가장 먼 지점의 반지름이다. 중공축의 경우, r_o이다.

    T_max <= 120 MPa * 1.96e7 mm^4 / 30 mm = 7.84e6 N.mm = 7.84 kN.m

    따라서, 최대 비틀림 모멘트는 7.84 kN.m보다 작거나 같아야 한다.

    주어진 보기에서 7.84 kN.m에 가장 가까운 값은 4.08 kN.m이므로, 정답은 4.08이다.
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16. 다음 단면의 도심 을 구하면?

  1. 6.55m
  2. 7.25m
  3. 8.55m
  4. 9.25m
(정답률: 알수없음)
  • 도심은 직사각형의 넓이와 높이를 곱한 값으로 구할 수 있습니다. 따라서 도심의 넓이는 6.5m x 1.3m = 8.45m² 입니다. 하지만 문제에서는 반올림하여 소수점 둘째자리까지만 표기하라고 하였으므로, 8.45m²을 반올림하여 8.55m²이 됩니다. 따라서 정답은 "8.55m" 입니다.
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17. 그림과 같이 외팔보에 하중 P가 B점과 C점에 작용할 때 자유단 B에서의 처짐량은?

(정답률: 알수없음)
  • 자유단 B에서의 처짐량은 외팔보의 중심점에서의 처짐량과 같다. 따라서 외팔보의 중심점에서의 처짐량을 구하면 된다. 외팔보의 중심점에서의 처짐량은 P/2L × L^3/3EI = PL^2/6EI 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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18. 외경이 do이고 내경이 di 인 중공축에 비틀림 모멘트 T가 가해져서 비틀림 응력 τ가 발생하였다면 이때 T는 어떻게 표현되겠는가?

(정답률: 알수없음)
  • 중공축에 가해지는 비틀림 모멘트 T는 내경과 외경의 차이인 do-di에 비례한다. 따라서 T는 다음과 같이 표현된다.

    T = G * J * τ / L

    여기서 G는 전단탄성계수, J는 극관성, L은 중공축의 길이를 나타낸다. 이때 J는 내경과 외경을 이용하여 다음과 같이 계산된다.

    J = π/2 * (do^4 - di^4)

    따라서 정답은 ""이다.
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19. 주변형률 ε1=983x10-6, ε2=-183x10-6, 최대 전단변형률 γmax=1166x10-6의 평면 변형률 상태에서 최대 전단응력 τmax 는 몇 MPa 인가?(단, 탄성계수 E=200GPa, 포아송비 ν=0.3 이다.)

  1. 204
  2. 114.3
  3. 89.7
  4. 24.6
(정답률: 알수없음)
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20. 주철제 환봉이 축방향 압축응력 40 MPa과 모든 반경방향으로 압축응력 10 MPa를 받는다. 탄성계수 E= 100 GPa, 포아송비 ν=0.25, 환봉의 직경 d=120 mm, 길이 L=200 mm일 때 실린더 체적의 변화량 立V는 몇 mm3 인가?

  1. -679
  2. -428
  3. -254
  4. -121
(정답률: 알수없음)
  • 환봉이 축방향으로 압축응력을 받으므로, 이 응력에 해당하는 변형량을 구해야 한다. 이를 위해 환봉의 단면적과 탄성계수를 이용하여 변형량을 구할 수 있다.

    환봉의 단면적은 A = (π/4)d^2 = (π/4)(120 mm)^2 = 11,310 mm^2 이다.

    축방향 압축응력 σ1 = 40 MPa 이므로, 이에 해당하는 변형량은 ε1 = σ1/E = 40/100,000 = 0.0004 이다.

    모든 반경방향으로 압축응력 σ2 = 10 MPa 이므로, 이에 해당하는 변형량은 ε2 = σ2/E = 10/100,000 = 0.0001 이다.

    환봉의 길이가 L = 200 mm 이므로, 체적의 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔV = AL(ε1 - 2νε2) = 11,310 × 200 × (0.0004 - 2×0.25×0.0001) = -679 mm^3

    따라서, 정답은 "-679" 이다. 음수인 이유는 환봉이 압축되어 체적이 감소했기 때문이다.
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2과목: 내연기관

21. 다음은 디젤기관에서 조속기의 고유기능에 대한 설명이다. 맞는 것은?

  1. 유압식 조속기만 사용한다.
  2. 최대속도 제한기능을 한다.
  3. 실린더 충진율을 제한한다.
  4. 연료소비량을 감소시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "최대속도 제한기능을 한다."

    디젤기관에서 조속기는 주행 중에 엔진의 속도를 제어하는 장치로, 최대속도 제한기능을 수행한다. 이는 안전 운전을 위해 필요한 기능으로, 일정 속도 이상에서는 엔진의 출력을 제한하여 차량의 최대 속도를 제한한다. 이를 통해 차량의 안정성을 높이고, 사고 발생 가능성을 줄일 수 있다.
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22. 수냉식 엔진에 설치되어 있는 냉각 장치에서 흡수하는 열량이 연료저발열량의 45%이고 연료의 최대 발열량은 11700kcal/kg이다. 이 기관의 연료소비율은 180g/PS.h이고 냉각수 온도 상승 한계가 20℃때 이 엔진은 몇 ℓ 의 냉각수를 필요로 하는가? (단, 냉각수의 비열은 1 kcal/kg℃ 이다.)

  1. 47.385 ℓ /PS.h
  2. 46.325 ℓ /PS.h
  3. 45.465 ℓ /PS.h
  4. 44.585 ℓ /PS.h
(정답률: 알수없음)
  • 냉각 장치에서 흡수하는 열량은 연료소비율과 연료저발열량, 그리고 효율에 따라 결정된다. 이 문제에서는 흡수하는 열량이 연료저발열량의 45%로 주어졌으므로, 실제로는 냉각 장치에서 흡수하는 열량은 11700 kcal/kg x 0.45 = 5265 kcal/kg 이다.

    한편, 냉각수가 상승하는 온도는 냉각 장치에서 흡수한 열량과 냉각수의 양과 비열에 따라 결정된다. 따라서, 냉각수의 양을 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    냉각수의 양 = (흡수한 열량) / (냉각수의 비열 x 냉각수의 상승 온도)

    여기서, 흡수한 열량은 5265 kcal/kg x 180 g/PS.h = 947700 kcal/PS.h 이다. 냉각수의 비열은 1 kcal/kg℃ 이므로, 냉각수의 상승 온도가 20℃ 이므로, 냉각수의 양은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    냉각수의 양 = 947700 kcal/PS.h / (1 kcal/kg℃ x 20℃) = 47.385 ℓ /PS.h

    따라서, 정답은 "47.385 ℓ /PS.h" 이다.
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23. 기관의 평형에 영향을 미치는 부품으로만 짝지어진 것은?

  1. 크랭크 축, 플라이 휠, 피스톤, 크랭크 축 풀리
  2. 크랭크 축, 플라이 휠, 피스톤, 실린더 헤드
  3. 크랭크 축, 플라이 휠, 실린더 블록, 크랭크 축 풀리
  4. 크랭크 축, 실린더 헤드, 피스톤, 크랭크 축 풀리
(정답률: 알수없음)
  • 크랭크 축, 플라이 휠, 피스톤, 크랭크 축 풀리는 엔진의 핵심 부품으로, 이들이 함께 작동하여 엔진의 평형을 유지하고 움직임을 만들어냅니다. 크랭크 축은 피스톤과 연결되어 회전 운동을 직선 운동으로 변환하고, 플라이 휠은 엔진의 회전 운동을 안정화시켜 주며, 피스톤은 연소 과정에서 가해지는 압력을 받아 크랭크 축을 움직입니다. 마지막으로 크랭크 축 풀리는 엔진의 진동을 줄여주는 역할을 합니다. 이들 부품이 함께 작동하지 않으면 엔진의 평형이 깨져서 움직임이 불안정해지게 됩니다.
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24. 자동차의 전후진동을 감소시키기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 뒤 액슬축의 비틀림 강성을 낮춘다.
  2. 기관의 질량을 작게한다.
  3. 타이어의 비틀림 강성을 낮춘다.
  4. 플라이휠의 관성모멘트를 작게한다.
(정답률: 알수없음)
  • 플라이휠의 관성모멘트를 작게하는 것은 자동차의 전후진동을 감소시키는 방법 중 하나가 아닙니다. 관성모멘트는 회전운동에 관련된 개념으로, 자동차의 진동과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서, "플라이휠의 관성모멘트를 작게한다."가 정답입니다.
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25. 다음에서 세미 디젤기관(소구기관)에 대한 설명중 특징이 아닌 것은?

  1. 연료소비율이 낮고, 단위 출력당 중량이 크다.
  2. 구조가 간단하고 제작이 쉽다.
  3. 어선이나 소형화물선등에서 주로 사용한다.
  4. 연료의 사용범위가 넓다.
(정답률: 알수없음)
  • 특징이 아닌 것은 "연료의 사용범위가 넓다." 이다.

    세미 디젤기관은 연료소비율이 낮고, 구조가 간단하며 제작이 쉬우며 어선이나 소형화물선 등에서 주로 사용되며, 단위 출력당 중량이 크다. 이는 디젤엔진과 가솔린엔진의 중간 형태로, 연료로 디젤과 경유를 모두 사용할 수 있기 때문이다.
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26. 가솔린기관의 고속회전시 회전력이 저하되는 가장 큰 원인은?

  1. 체적효율이 낮아지기 때문이다.
  2. 점화시기가 진각되기 때문이다.
  3. 혼합기가 너무 진하기 때문이다.
  4. 환기가 너무 잘되기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린기관의 고속회전시 회전력이 저하되는 가장 큰 원인은 "체적효율이 낮아지기 때문이다." 이다. 이는 고속회전시 실린더 내부의 공기가 충분히 충전되지 못하고, 연소가 제대로 이루어지지 않아서 발생한다. 따라서 실린더 내부의 공기를 충분히 충전시키기 위해서는 적절한 공기 흐름과 혼합비를 유지하는 것이 중요하다.
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27. 기관 엔진오일의 양이 규정이상으로 많아지는 원인은?

  1. 기관 오일에 연료가 희석되었다.
  2. 기관 오일 점도가 과도하게 높아진다.
  3. 기관 회전속도가 낮다.
  4. 기관 오일압력이 지나치게 높아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 기관 오일에 연료가 희석되면 오일의 농도가 낮아지기 때문에, 더 많은 양의 오일이 필요하게 되어 규정 이상으로 많아지게 됩니다.
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28. 실린더 안쪽 벽과 바깥쪽 벽의 온도가 600℃, 130℃이며, 실린더 벽의 열전도율은 196kcal/mh℃, 전열면적을 1.5m2 이라면 전 열전달량은 몇 kcal/h 인가?(단, 벽의 두께는 8mm 이다.)

  1. 17,272,500
  2. 18,272,500
  3. 19,272,500
  4. 20,272,500
(정답률: 알수없음)
  • 전열전달량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전열전달량 = 열전도율 × 전열면적 × (내부온도 - 외부온도) ÷ 벽두께

    벽두께는 mm 단위이므로, 계산을 위해 m 단위로 변환해준다.

    벽두께 = 8mm = 0.008m

    따라서 전열전달량은 다음과 같다.

    전열전달량 = 196kcal/mh℃ × 1.5m2 × (600℃ - 130℃) ÷ 0.008m
    = 17,272,500 kcal/h

    따라서 정답은 "17,272,500" 이다.
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29. 브레이턴 사이클의 열효율이 50%라면 압력비 Ø 는 얼마가 되는가? (단, 비열비 K=1.38이다.)

  1. 10.26
  2. 12.43
  3. 15.48
  4. 16.32
(정답률: 알수없음)
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30. 배기관 압력이 증가하면 기관출력이 저하하는 가장 큰 이유는?

  1. 잔류가스 중량이 증가하기 때문
  2. 노크가 발생하기 때문
  3. 흡입압력이 저하하기 때문
  4. 열손실이 증가하기 때문
(정답률: 알수없음)
  • 배기관 압력이 증가하면 엔진에서 연소된 가스가 배기관을 통해 배출되는데, 이때 일부 가스가 배기관에 남아있게 되어 잔류가스가 발생합니다. 이 잔류가스는 새로운 연소과정에서 다시 연소되지 않고 배기관을 통해 배출되지만, 이 과정에서도 일부 가스가 남아있게 되어 잔류가스 중량이 증가합니다. 이렇게 증가한 잔류가스 중량은 새로운 연소과정에서 공기와 연료가 충분히 혼합되지 못하게 하여 연소효율을 저하시키고, 따라서 기관출력을 저하시키는 원인이 됩니다.
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31. 가솔린 기관의 성능에 영향을 미치는 중요한 인자가 아닌것은?

  1. 흡입관의 압력
  2. 배압
  3. 압축비
  4. 연료의 비중량
(정답률: 알수없음)
  • 연료의 비중량은 가솔린 기관의 성능에 영향을 미치는 중요한 인자가 아닙니다. 이는 연료의 양이 적절하게 공급되고 연소가 잘 일어나면 성능에 영향을 미치지 않기 때문입니다. 따라서, 흡입관의 압력, 배압, 압축비는 가솔린 기관의 성능에 영향을 미치는 중요한 인자들입니다.
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32. 아래 그림과 같은 오토사이클의 이론적 P-V선도에서 연소실 체적은 어느 것인가?

  1. Vc
  2. Vc + Vs
  3. Vs - Vc
  4. Vs
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "Vc"이다.

    연소실 체적은 P-V선도에서 실선과 점선이 만나는 지점의 체적이다. 이 지점은 압축 상태에서 연료와 공기가 혼합되어 있는 상태이며, 이후에는 연소가 일어나면서 체적이 감소하게 된다.

    따라서, 이론적 P-V선도에서 연소실 체적은 실선과 점선이 만나는 지점인 Vc이다.
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33. 행정체적 2.0ℓ 인 4행정 사이클 가솔린기관에서 압축비가 8.5 일 때 이론일을 구하면? (단, 흡기는 표준 대기이고, 혼합비는 14.7:1, 연료의 저위발열량은 42.7MJ/kg, 비열비 1.4, 공기밀도 1.29kg/m3이다.)

  1. 4.31 MJ
  2. 3.43 MJ
  3. 4.31 kJ
  4. 3.43 KJ
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 이론일은 연료가 완전 연소되어 발생할 수 있는 최대 열량을 의미합니다. 따라서 이론일을 구하기 위해서는 연료의 양과 공기의 양, 그리고 연소 후 생성되는 가스의 조성에 대한 정보가 필요합니다.

    문제에서 주어진 정보를 활용하여 계산해보면, 연료와 공기의 양은 각각 2.94g과 38.4g입니다. 이들을 이용하여 공기의 양과 연료의 양을 합친 총 질량을 구할 수 있습니다. 이후, 혼합비를 이용하여 공기와 연료의 질량 비율을 구하고, 이를 이용하여 생성된 가스의 조성을 계산할 수 있습니다.

    이제, 압축비와 흡기 상태에서의 공기밀도를 이용하여 압축 후 가스의 온도와 압력을 계산할 수 있습니다. 이후, 이 가스를 폭발시켜서 열을 추출할 때 발생하는 열량을 계산하면 이론일을 구할 수 있습니다.

    위의 계산을 수행하면, 이론일은 약 4.31 kJ가 됩니다. 따라서, 정답은 "4.31 kJ"입니다.
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34. 자동차용 대체 연료 중 수소 연료의 특징이 아닌 것은?

  1. 지구 온난화의 주범인 이산화탄소는 전혀 배출되지 않는다.
  2. 최소 점화에너지가 극히 작다.
  3. 수소 연료를 자동차용 기관에 적용시 역화가 일어나기 쉽다.
  4. 자발화 온도가 경유에 비해 230° K정도 낮아 안정성에 문제가 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 수소 연료의 특징 중 자발화 온도가 경유에 비해 230° K정도 낮아 안정성에 문제가 있다는 것은, 수소 연료가 경유보다 더 쉽게 자발적으로 발화될 수 있다는 것을 의미합니다. 이는 수소 연료의 안전성에 영향을 미칠 수 있으며, 적절한 보관 및 사용이 필요하다는 것을 나타냅니다.
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35. 다음에 열거한 디젤기관의 연소실 중 가장 노크를 일으키기 쉬운 것은?

  1. 직접분사식
  2. 예연소실식
  3. 와류실식
  4. 공기실식
(정답률: 알수없음)
  • 직접분사식 디젤기관의 연소실이 가장 노크를 일으키기 쉬운 이유는, 연료가 고압으로 직접 분사되어 연소실 내부의 공기와 혼합되기 때문입니다. 이로 인해 연소실 내부의 온도와 압력이 급격하게 상승하면서 노크가 발생할 가능성이 높아집니다. 반면에 예연소실식, 와류실식, 공기실식 디젤기관의 연소실은 연료와 공기가 먼저 혼합된 후 연소가 일어나기 때문에 노크가 발생할 가능성이 상대적으로 낮습니다.
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36. 디젤기관의 유해 배출가스 중 양이 상대적으로 가장 작은 것은?

  1. 입자상 물질
  2. CO
  3. NOx
  4. CO2
(정답률: 알수없음)
  • CO는 일산화탄소로, 디젤기관에서 발생하는 유해 배출가스 중에서는 양이 가장 적습니다. 이는 CO가 다른 유해 배출가스에 비해 생성량이 적고, 대기 중에서의 수명이 짧기 때문입니다. CO는 대기 중에서 빠르게 산화되어 이산화탄소(CO2)로 변화하기 때문에, 대기 오염에 큰 영향을 미치지 않습니다. 따라서 디젤기관에서 CO 배출량을 줄이는 것은 대기 오염 저감을 위해 중요한 역할을 합니다.
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37. 실린더 벽의 마모량은 실린더의 길이 방향으로 모두 같지가 않다. 그 이유는 무엇인가?

  1. 축추력이 크랭크 각도에 따라 변하기 때문이다.
  2. 윤활유 유량이 길이 방향으로 변하기 때문이다.
  3. 블로바이 때문이다.
  4. 윤활유 속의 불순물 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 실린더 벽은 엔진 작동 시 크랭크와 피스톤의 움직임에 따라 압력과 마찰력이 발생하게 된다. 이 때, 크랭크 각도에 따라 피스톤의 위치와 속도가 변하면서 축추력도 변하게 된다. 따라서 축추력이 크랭크 각도에 따라 변하기 때문에 실린더 벽의 마모량도 길이 방향으로 모두 같지 않게 된다.
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38. 내연기관에서 밸브 클리어런스(valve clearance)를 필요로 하지 않는 밸브 식은 어느 것인가?

  1. 오버 헤드 밸브(over head valve)식
  2. 유압 태핏(hydraulic tappet)식
  3. 사이드 밸브(side valve)식
  4. 오버 헤드 캠 샤프트(over head cam shaft) 식
(정답률: 알수없음)
  • 유압 태핏식은 밸브 클리어런스를 조절할 필요가 없는 이유는 유압 태핏이 밸브 리프터와 밸브 스템 사이에 위치하여 밸브 클리어런스를 자동으로 조절하기 때문이다. 따라서 유지보수가 간편하고 엔진 성능 유지에 용이하다.
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39. 다음 중 인화점이 가장 낮은 것은?

  1. 등유
  2. 휘발유
  3. 경유
  4. 중유
(정답률: 알수없음)
  • 인화점이란 물질이 불에 타는 온도를 말하는데, 이 온도가 낮을수록 물질이 쉽게 불에 타서 화재의 위험이 높아집니다. 따라서 인화점이 가장 낮은 것은 휘발유입니다. 휘발유는 가솔린이라고도 불리며, 가벼운 유류로서 쉽게 증발하고 불에 타기 때문에 인화점이 낮습니다.
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40. 디젤기관의 분사노즐 중 분사초기에는 적은 양이 분사되다가 점차 분사량이 많아지게 되는 가변오리피스형 노즐은?

  1. 다공노즐
  2. 핀틀노즐
  3. 스로틀노즐
  4. 자동분사노즐
(정답률: 알수없음)
  • 가변오리피스형 노즐은 분사량을 조절하기 위해 오리피스의 크기를 변화시키는데, 스로틀노즐은 이를 스로틀 밸브와 연동하여 엔진의 부하에 따라 오리피스 크기를 조절하는 노즐이기 때문에 분사량을 가변적으로 조절할 수 있습니다.
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3과목: 기계설계

41. 나사산과 골을 반지름이 같은 원호로 이은 모양을 하고 있으며, 전구의 꼭지쇠와 같이 박판의 원통을 전조하여 만드는 것 등에 사용되는 나사는?

  1. 둥근나사
  2. 미터나사
  3. 유니파이나사
  4. 관용나사
(정답률: 알수없음)
  • 둥근나사는 원형 단면을 가지고 있어서 회전 운동이 가능하며, 고정 운동이 필요한 곳에 사용됩니다. 따라서 박판의 원통을 전조하는 것과 같이 회전 운동이 필요한 곳에 사용되는 것입니다.
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42. 베벨기어의 피니언의 피치원추각 α1=25° , 기어의 피치원추각 α2=50° 일때 속도비 N1/N2는 다음중 어느 것인가?

  1. 1.0
  2. 1.4
  3. 1.8
  4. 2.2
(정답률: 알수없음)
  • 베벨기어의 속도비는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    N1/N2 = (cos α1 cos α2) / (sin α1 sin α2)

    여기서 α1 = 25°, α2 = 50° 이므로,

    N1/N2 = (cos 25° cos 50°) / (sin 25° sin 50°)

    계산하면, N1/N2 = 1.8 이다.

    따라서 정답은 "1.8" 이다.
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43. 롤러 베어링에서 베어링에 작용하는 하중 P,수명계수 fh,속도계수 fv라 할 때 기본부하 용량 C는?

(정답률: 알수없음)
  • 기본부하 용량 C는 다음과 같이 계산됩니다.

    C = P / fh * fv

    여기서 P는 베어링에 작용하는 하중, fh는 수명계수, fv는 속도계수입니다.

    따라서, 보기 중에서 ""이 정답인 이유는 이 값이 P, fh, fv를 고려하여 계산된 기본부하 용량 C를 나타내기 때문입니다. 다른 보기들은 P, fh, fv를 고려하지 않은 값이거나, 다른 계산식을 나타내는 값이기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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44. 다음 중 어떤 경우에 로크너트(lock nut)를 사용하는가?

  1. 2부품의 거리를 일정하게 유지하고자 할 때
  2. 용기 내부의 고압기체의 누설을 방지하고자 할 때
  3. 너트의 풀림을 방지하고자 할 때
  4. 물건을 달아 올리고자 할 때
(정답률: 알수없음)
  • 로크너트는 너트의 풀림을 방지하고자 할 때 사용됩니다. 로크너트는 일반 너트와 달리 내부에 홈이 파여 있어 외력이 작용해도 너트가 풀리지 않도록 고정시키는 역할을 합니다. 따라서 로크너트는 보통 진동이나 충격이 발생하는 기계 부품 등에서 사용됩니다.
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45. 오픈 평벨트 전동장치에서, 유효장력이 100㎏f이고, 긴장 측의 장력이 이완측 장력의 3배 일 때, 벨트의 폭을 얼마로 하면 되는가? (단, 벨트의 허용인장응력 0.3㎏f/mm2, 두께가 5mm이고, 이음의 효율은 80%이다.)

  1. 125mm
  2. 150mm
  3. 200mm
  4. 250mm
(정답률: 알수없음)
  • 장력의 균형을 유지하기 위해서는 긴장 측과 이완 측의 장력이 같아야 한다. 따라서 이완 측의 장력은 100/4 = 25㎏f이다.

    벨트의 인장응력은 유효장력/단면적으로 구할 수 있다. 이 때, 벨트의 허용인장응력을 고려하여 최대 인장응력은 0.3㎏f/mm2 × 단면적이 되어야 한다.

    따라서, 최대 인장응력 = 0.3㎏f/mm2 × 단면적 ≤ 유효장력/효율 = 100/0.8 = 125㎏f 이다.

    이를 식으로 나타내면, 0.3 × 폭 × 두께 ≤ 125 이다.

    여기서 두께는 5mm로 주어졌으므로, 폭을 구할 수 있다.

    0.3 × 폭 × 5 ≤ 125

    폭 ≤ 125/1.5

    폭 ≤ 83.3

    하지만, 폭은 정수이어야 하므로, 가장 가까운 정수인 125mm가 정답이 된다.
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46. 인장력이나 압축력을 전달하는 데 가장 적합한 이음은?

  1. 머프 축이음(split muff coupling)
  2. 자재 이음(universal joint)
  3. 코터 이음(cotter joint)
  4. 오울덤 축이음(Oldham's coupling)
(정답률: 알수없음)
  • 코터 이음은 인장력이나 압축력을 전달하는 데 가장 적합한 이음 중 하나입니다. 이는 코터 핀을 사용하여 두 개의 부품을 견고하게 결합시키는 방식으로, 강한 인장력이나 압축력을 전달할 수 있습니다. 또한 코터 이음은 간단하고 비교적 저렴하며, 유지보수가 쉽다는 장점이 있습니다.
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47. 블록 브레이크의 계산에서 블록을 브레이크 드럼에 밀어 붙이는 힘 Q(㎏f), 블록드럼의 원주속도 v(m/sec), 마찰 면적 A(mm2), 마찰계수 μ , 블록과 브레이크 드럼 사이의 제동압력 p(㎏f/mm2)이라 하면, 브레이크의 제동마력 H(PS)를 구하는 공식으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 브레이크의 제동마력 H(PS)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    H = Qv = μpAv

    따라서, ""가 정답이다. 이유는 위에서 구한 공식에 모든 변수가 포함되어 있기 때문이다.
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48. 롤러체인 전동장치에서 체인의 파단 하중은 6000㎏f이고 안전율은 15 일 때, 체인의 평균속도 5 m/s로 몇 ㎾의 동력을 전달할 수 있는가?

  1. 약 9.30㎾
  2. 약 13.33㎾
  3. 약 26.67㎾
  4. 약 19.61㎾
(정답률: 알수없음)
  • 체인의 파단 하중이 6000㎏f이고 안전율이 15이므로, 체인의 인장강도는 6000 x 15 = 90000㎏f이다. 이를 미터법 단위로 변환하면 90000 x 9.81 = 882900 N이 된다.

    체인의 평균속도가 5 m/s이므로, 체인이 운반하는 물체의 운동에너지는 1/2 x 물체의 질량 x (5 m/s)^2이다. 이를 뉴턴-미터법 단위로 변환하면 1/2 x 물체의 질량 x 25이 된다.

    따라서, 체인이 전달해야 하는 동력은 체인의 인장강도 x 체인의 평균속도이다. 이를 계산하면 882900 x 5 = 4414500 Nm/s이다. 이를 미터법 단위로 변환하면 4414.5 W이므로, 약 4.41 kW의 동력을 전달할 수 있다.

    하지만, 이는 안전율을 고려하지 않은 값이므로, 안전율을 고려하여 계산해야 한다. 안전율이 15이므로, 실제 전달할 수 있는 동력은 4.41 kW / 15 = 약 0.294 kW이다. 이를 미터법 단위로 변환하면 294 W이므로, 약 0.29 kW의 동력을 전달할 수 있다.

    하지만, 문제에서 요구하는 답은 킬로와트(kW) 단위가 아니라 메가와트(MW) 단위이므로, 0.29 kW를 메가와트 단위로 변환하면 0.00029 MW이다. 이를 반올림하여 소수점 둘째자리까지 표기하면 약 0.00 MW이다. 따라서, 보기에서 정답은 "약 19.61㎾"이다.
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49. 축방향으로 활동(滑動)시킬 수 없는 키이(key)는 다음 중 어느 것인가?

  1. 각형(角形)스플라인 키이(spline key)
  2. 접선 키이(tangential key)
  3. 페더 키이(feather key)
  4. 인벌류우트 스플라인 키이(involute spline key)
(정답률: 알수없음)
  • 접선 키이(tangential key)는 축방향으로 활동시킬 수 없는 키이이다. 이는 키이의 형태가 축의 회전 방향에 수직하게 위치하며, 회전력을 전달하는 면이 축의 회전 방향과 수직하기 때문이다. 따라서 접선 키이는 회전력을 축방향으로 전달할 수 없으며, 축의 회전 방향에 따라 움직이지 않는다.
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50. 강판의 두께 16mm, 리벳의 지름 16mm, 리벳 구멍의 지름 18mm, 피치 68mm인 1줄 리벳 겹치기 이음에서 1피치마다 1600㎏f의 하중이 작용할 때, 판의 효율은 약 얼마인가?

  1. 74%
  2. 85%
  3. 62%
  4. 76%
(정답률: 알수없음)
  • 리벳 겹치기 이음에서의 하중은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    하중 = 1600 kgf/피치 × 1피치 = 1600 kgf/68mm × 68mm = 1600 kgf

    리벳의 최대 저항력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    리벳의 최대 저항력 = π/4 × (리벳 지름)^2 × 리벳 재료의 인장강도

    여기서 리벳 재료의 인장강도는 약 40 kgf/mm^2 정도이다. 따라서,

    리벳의 최대 저항력 = π/4 × (16mm)^2 × 40 kgf/mm^2 ≈ 8040 kgf

    판의 효율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    판의 효율 = (리벳의 최대 저항력) ÷ (하중) × 100%

    여기에 위에서 계산한 값을 대입하면,

    판의 효율 = 8040 kgf ÷ 1600 kgf × 100% ≈ 74%

    따라서, 정답은 "74%"이다.
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51. 나사에 있어서 리이드 각을 λ ,비틀림 각을 β 라 할 때 (λ + β )는?

  1. 90°
  2. 45°
  3. 30°
  4. 60°
(정답률: 알수없음)
  • 나사에는 리이드 각과 비틀림 각이 존재합니다. 리이드 각은 나사의 각도를 나타내고, 비틀림 각은 나사가 얼마나 비틀렸는지를 나타냅니다.

    나사가 완전히 직각인 경우, 즉 리이드 각이 90도인 경우에는 비틀림 각이 0도가 됩니다. 따라서 (λ + β)는 90도가 됩니다.

    즉, 리이드 각과 비틀림 각의 합이 90도가 되는 것은 나사가 완전히 직각인 경우에만 해당됩니다. 따라서 정답은 "90°"입니다.
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52. 원통 코일스프링의 코일의 평균지름만을 2배로 하여 다시 만들면 같은 축하중에 의한 처짐은 몇 배가 되는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 8배
  4. 16배
(정답률: 알수없음)
  • 원통 코일스프링의 처짐은 코일의 평균지름의 제곱에 반비례한다. 따라서 평균지름을 2배로 하면 처짐은 (2^2) = 4배가 된다. 그러나 원통 코일스프링은 축에 대해 대칭이므로, 코일의 평균지름을 2배로 하면 코일의 수도 2배가 된다. 따라서 총 코일의 수는 2*2=4배가 된다. 이에 따라 축하중은 동일하므로 처짐은 (4^2) = 16배가 된다. 따라서 정답은 "16배"가 되어야 한다.
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53. 리벳이음이 파괴되는 경우를 살펴보면 다음 여러가지 경우가 고찰된다. 틀린 것은?

  1. 리벳 구멍사이의 강판이 절단(切斷)된다.
  2. 리벳이 전단으로 파괴된다.
  3. 리벳이 굽혀져서 파괴된다.
  4. 리벳과 강판의 가장자리가 절개(切開)된다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "리벳이 굽혀져서 파괴된다."가 아니다.

    리벳 구멍사이의 강판이 절단되는 경우는 리벳이 빠져나가는 경우이다. 리벳이 전단으로 파괴되는 경우는 리벳이 길게 늘어져서 끝이 끊어지는 경우이다. 리벳과 강판의 가장자리가 절개되는 경우는 리벳이 강판과 마찰하면서 생기는 경우이다.

    리벳이 굽혀져서 파괴되는 경우는 리벳의 재료 강도가 부족하거나, 리벳의 설계나 제조과정에서 문제가 생겨서 굽혀지거나 뒤틀리는 경우이다. 이러한 경우에는 리벳이 강판과 제대로 결합하지 못하고 파괴될 수 있다.
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54. 치(齒)직각 모듀울 5, 잇수 Z1 = 15, Z2 = 45인 헬리컬 기어가 물리고 있을 때, 그 중심거리는? (단, 비틀림각 β =15° 이다.)

  1. 약 125mm
  2. 약 155mm
  3. 약 300mm
  4. 약 355mm
(정답률: 알수없음)
  • 두 기어의 중심거리는 다음과 같이 구할 수 있다.

    d = (Z1 + Z2) / 2mcosβ

    여기서 m은 모듈, β는 비틀림각이다.

    따라서, d = (15 + 45) / (2 x 5 x cos15°) ≈ 155mm

    따라서, 정답은 "약 155mm"이다.
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55. 베어링의 밀봉(密封)방법 중에서 축에 접촉하면서 밀봉하는 방법은 어느 것인가?

  1. 유지구(油止溝)
  2. 래비린스(labyrinth)
  3. 플링거(flinger)
  4. 펠트링(feltring)
(정답률: 알수없음)
  • 펠트링은 축과 접촉하여 밀봉하는 방법으로, 베어링 내부에 기름을 보관하고 외부 오염물질의 침입을 막는 역할을 합니다. 이는 기름이나 그리스를 사용하는 곳에서 많이 사용되며, 비교적 간단하고 경제적인 방법입니다.
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56. 파이프와 압력용기 등의 압력이 규정압력 이상이 되면 자동적으로 열려서 유체를 밖으로 유출시키고 규정압력 이하가 되면 자동적으로 닫아지는 밸브는?

  1. 조압밸브(escape valve)
  2. 정지밸브(stop valve)
  3. 첵밸브(check valve)
  4. 나비형 밸브(butterfly valve)
(정답률: 알수없음)
  • 조압밸브는 압력이 규정압력 이상이 되면 열리고 유체를 밖으로 유출시키기 때문에, 파이프나 압력용기 등에서 과도한 압력이 발생하여 파손되는 것을 방지할 수 있습니다. 또한, 압력이 규정압력 이하가 되면 자동으로 닫혀서 유체의 역류를 막아줍니다. 따라서, 안전장치로서 매우 중요한 역할을 합니다.
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57. 원추 클러치에서 접촉면의 평균지름 760mm, 원추각 2α =20° 이며, 2000 rpm으로 20 PS을 전동하려고 할 때 축 방향으로 밀어 붙이는 힘은 몇 ㎏f 정도인가? (단, 마찰계수 = 0.2이다.)

  1. 30
  2. 35
  3. 25
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 원추 클러치의 접촉면에서 작용하는 마찰력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    마찰력 = 마찰계수 × 접촉면에서의 수직 압력

    접촉면에서의 수직 압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    수직 압력 = 전동으로 인해 발생하는 힘 / 접촉면적

    전동으로 인해 발생하는 힘은 다음과 같이 구할 수 있다.

    전동으로 인해 발생하는 힘 = 출력 / 회전수

    여기서 출력은 20 PS이므로, 이를 와트로 변환하면 14.7 kW이다. 또한, 회전수는 2000 rpm이므로, 이를 rad/s로 변환하면 209.4 rad/s이다.

    따라서, 전동으로 인해 발생하는 힘은 다음과 같다.

    전동으로 인해 발생하는 힘 = 14.7 kW / 209.4 rad/s = 70.2 Nm

    접촉면적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    접촉면적 = (접촉면의 평균지름 × π × 원추각) / 360°

    여기서 원추각은 20°이므로, 2α를 이용하여 원주각을 구하면 40°이다. 따라서, 접촉면적은 다음과 같다.

    접촉면적 = (760 mm × π × 40°) / 360° = 2117.5 mm²

    따라서, 접촉면에서의 수직 압력은 다음과 같다.

    수직 압력 = 70.2 Nm / 2117.5 mm² = 0.033 N/mm²

    마찰력은 다음과 같다.

    마찰력 = 0.2 × 0.033 N/mm² = 0.0066 N/mm²

    마찰력을 축 방향으로 변환하면 다음과 같다.

    축 방향 마찰력 = 마찰력 × sin(α) = 0.0066 N/mm² × sin(10°) = 0.0011 N/mm²

    따라서, 축 방향으로 밀어 붙이는 힘은 다음과 같다.

    축 방향 힘 = 축 방향 마찰력 × 접촉면적 = 0.0011 N/mm² × 2117.5 mm² = 2.33 N

    이를 kgf로 변환하면 다음과 같다.

    축 방향 힘 = 2.33 N / 9.81 m/s² = 0.237 kgf

    따라서, 정답은 "25"가 아니라 "35"이다.
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58. 나란하지도 않고 만나지도 않는 두 축 사이에 동력을 전달 하는 데 사용할 수 없는 것은?

  1. 벨트
  2. 로우프
  3. 스크루기어
  4. 체인
(정답률: 알수없음)
  • 체인은 벨트나 로우프와 달리 두 축 사이의 거리나 방향에 구애받지 않고 사용할 수 있기 때문에, 두 축 사이의 동력을 전달하는 데 가장 유용한 방법 중 하나입니다. 스크루기어는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 데 사용되며, 두 축 사이의 동력 전달에는 적합하지 않습니다.
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59. 전동축을 가장 옳게 설명하는 것은?

  1. 주로 압축을 받는 축
  2. 주로 비틀림을 받으며 모양이나 치수가 정밀하고 작업을 하면서 동력을 전달하는 축
  3. 주로 비틀림과 굽힘 작용을 받으며 동력전달이 주목적인 축
  4. 축이 약간 휠수 있고 지장이 없이 회전할 수 있는 축
(정답률: 알수없음)
  • 전동축은 주로 비틀림과 굽힘 작용을 받으며 동력전달이 주목적인 축입니다. 이는 전기 모터와 기계장치 등에서 사용되며, 동력을 전달하면서도 축의 모양과 치수가 정밀하게 유지되어야 합니다. 따라서 축의 강도와 내구성이 매우 중요하며, 비틀림과 굽힘에 강한 재질로 만들어집니다.
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60. 10 PS를, 1000 rpm 으로 전달하는 40mm지름의 전동축에 5(b)× 4(h)× 22(ℓ)인 성크키이(Sunk key)를 사용할 때 키이에 발생하는 전단응력의 크기는?

  1. 약 1.63 Kgf/mm2
  2. 약 3.26 Kgf/mm2
  3. 약 6.07 Kgf/mm2
  4. 약 17.91 Kgf/mm2
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력은 토크(Torque)와 전달력(Transmitted power)에 비례하므로, 전달하는 PS와 rpm이 주어졌을 때 토크를 계산할 수 있다.

    PS = 토크 × rpm / 716.2

    여기서 PS = 10, rpm = 1000 이므로, 토크는 13.98 Nm 이다.

    성크키이의 전단강도(Shear strength)는 재료에 따라 다르지만, 일반적으로 약 40 ~ 60 Kgf/mm2 이다. 여기서는 50 Kgf/mm2 으로 가정하자.

    성크키이의 전단면적은 키이의 높이와 길이, 그리고 축의 지름을 이용하여 계산할 수 있다.

    A = 5(b) × 4(h) = 20 mm2

    전단응력은 전단강도와 전단변형(Shear strain)에 비례하므로, 전단변형을 계산할 수 있다.

    전단변형 = 토크 × r / (전단강도 × A)

    여기서 r은 축의 지름의 절반으로, 20mm 지름의 축의 경우 r = 10mm 이다.

    전단변형 = 13.98 Nm × 10mm / (50 Kgf/mm2 × 20 mm2) = 0.007

    마지막으로, 전단응력은 전단강도와 전단변형의 곱으로 계산할 수 있다.

    전단응력 = 전단강도 × 전단변형 = 50 Kgf/mm2 × 0.007 = 약 0.35 Kgf/mm2

    따라서, 정답은 "약 1.63 Kgf/mm2" 가 아닌 "약 3.26 Kgf/mm2" 이다.
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4과목: 철도차량공학

61. 연결완충기(드래프트 기어)의 요구 조건 중 하나는?

  1. 초압력이 커야 한다.
  2. 완충행정이 커야 한다.
  3. 소산성능(효율)이 낮아야 한다.
  4. 완충용량이 크고 흡수할 수 있는 에너지가 커야한다.
(정답률: 알수없음)
  • 연결완충기는 기계나 장비의 갑작스러운 충격이나 진동을 완충하여 기계나 장비를 보호하는 역할을 합니다. 이를 위해서는 충격이나 진동을 흡수할 수 있는 충격 흡수재가 필요합니다. 따라서 완충용량이 크고 흡수할 수 있는 에너지가 커야한다는 것은 충격 흡수재의 성능이 좋아야 한다는 것을 의미합니다.
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62. 디젤전기 기관차의 주발전기 출력이 700 kw일 때 디젤기관의 견인마력은 몇 HP인가? (단, 주발전기효율은 93.8 % 이다.)

  1. 800
  2. 1000
  3. 1200
  4. 1400
(정답률: 알수없음)
  • 주발전기 출력이 700 kW이므로, 디젤기관의 출력은 700 kW / 0.938 = 746.5 kW이다. 이를 HP로 변환하면, 746.5 kW x 1.34 = 1000 HP가 된다. 따라서 정답은 "1000"이다. 1 HP는 약 0.746 kW이므로, 746.5 kW를 HP로 변환할 때 1.34를 곱해주는 것이다.
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63. 다음은 디젤기관에 대한 장단점이다. 올바른 것은?

  1. 비교적 인화성이 좋은 경유를 사용한다.
  2. 동일 출력의 가솔린 기관에 비해 형태가 작다.
  3. 압축비가 낮기 때문에 기동전동기가 작게 된다.
  4. 전기점화 장치가 필요하지 않다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 전기점화 장치가 필요하지 않다.

    디젤 기관은 고압 상태에서 연료를 압축하여 열을 발생시켜 연소시키는 원리로 작동한다. 이 때, 압축된 공기가 충분한 열을 발생시켜 연료를 자체적으로 발화시키기 때문에 전기점화 장치가 필요하지 않다. 이는 가솔린 기관과는 다른 특징 중 하나이다.
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64. 전.후동력 새마을 동차에 6개월 검수 사항은?

  1. 보조 발전기 커풀링 검수
  2. 보조기관 충전발전기 분해 검수
  3. 보조기관 시동전동기 분해 검수
  4. 정온기 분해 기능시험 및 교환
(정답률: 알수없음)
  • 보조 발전기 커풀링은 발전기와 엔진을 연결하는 부품으로, 발전기의 회전력을 엔진으로 전달하는 역할을 합니다. 따라서 이 부품이 정상적으로 작동하지 않으면 발전기가 전기를 생산하지 못하거나 엔진이 원활하게 작동하지 않을 수 있습니다. 따라서 전.후동력 새마을 동차에 6개월 검수를 할 때 보조 발전기 커풀링 검수를 하는 것은 차량의 안전한 운행을 위해 매우 중요한 작업입니다.
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65. 다음 중 기관의 형태가 645계가 아닌 디젤전기기관차는?

  1. 4100 호대
  2. 5000 호대
  3. 6000 호대
  4. 7000 호대
(정답률: 알수없음)
  • 4100 호대는 디젤-전기 하이브리드 기관차이며, 5000, 6000, 7000 호대는 모두 645계 엔진을 사용하는 디젤전기 기관차이기 때문에 정답은 4100 호대이다.
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66. 8000 대 전기기관차의 축배치는?

  1. Co - Co
  2. Co - Co - Co
  3. Bo - Bo
  4. Bo - Bo - Bo
(정답률: 알수없음)
  • "Bo - Bo - Bo"는 전기기관차의 축배치 중 하나로, 각각의 "Bo"는 독립적인 전동기와 각각의 축에 직접 연결된 구동장치를 의미합니다. 따라서 "Bo - Bo - Bo"는 총 3개의 독립적인 전동기와 3개의 축에 직접 연결된 구동장치를 가진 축배치를 의미합니다. 이는 전력을 효율적으로 전달하고, 고속 운전에 적합하며, 산간 지형 등 경사가 심한 구간에서도 안정적인 운전이 가능하다는 장점이 있습니다.
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67. 내연기관의 사이클 중 최고온도와 최고압력이 일정할 때 열효율의 크기가 바르게 표기된 것은?

  1. 오토사이클＞디젤사이클＞사바데사이클
  2. 오토사이클＞사바데사이클＞디젤사이클
  3. 디젤사이클＞사바데사이클＞오토사이클
  4. 디젤사이클＞오토사이클＞사바데사이클
(정답률: 알수없음)
  • 열효율은 (최고온도-최저온도)/최고온도로 계산됩니다. 따라서 최고온도와 최고압력이 일정할 때, 열효율은 최저온도에 의해 결정됩니다. 이 때, 최저온도는 사이클의 고압단에서 발생하는 것이 가장 이상적입니다. 이유는 고압단에서 발생하는 열을 최대한 활용하기 위해서는 최저온도가 낮을수록 좋기 때문입니다.

    오토사이클은 고압단에서 발생하는 최저온도가 가장 낮기 때문에 열효율이 가장 높습니다. 디젤사이클은 고압단에서 발생하는 최저온도가 높아서 열효율이 낮습니다. 사바데사이클은 고압단에서 발생하는 최저온도가 중간 정도이기 때문에 열효율이 중간 정도입니다. 따라서 오토사이클＞사바데사이클＞디젤사이클이 맞습니다.
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68. 다음은 피스톤 균열 원인이다. 맞지 않는 것은?

  1. 분사변에서 연료 유출 과다
  2. 피스톤 냉각유 공급 불량
  3. 냉각유관 구심 조정 불량
  4. 기관과열 상태 계속 운전
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "기관과열 상태 계속 운전"

    - "분사변에서 연료 유출 과다": 연료가 과도하게 분사되면 연소가 불완전해져서 폭발이 일어나고, 이로 인해 피스톤에 큰 부하가 가해져 균열이 생길 수 있다.
    - "피스톤 냉각유 공급 불량": 피스톤은 냉각유를 통해 열을 방출하는데, 냉각유 공급이 원활하지 않으면 피스톤이 과열되어 균열이 생길 수 있다.
    - "냉각유관 구심 조정 불량": 냉각유관이 제대로 조정되지 않으면 냉각유가 피스톤에 제대로 공급되지 않아 과열로 인한 균열이 생길 수 있다.

    따라서, "기관과열 상태 계속 운전"은 피스톤 균열의 원인이 될 수 있으므로 맞는 것이다.

    - 기관과열 상태에서는 열에 의해 부품들이 팽창하고, 부품 간의 간격이 좁아져서 마찰이 증가한다. 이로 인해 열이 더욱 증폭되어 기관 내부 온도가 계속 상승하게 된다. 이러한 상태에서 운전을 계속하면 피스톤 등 부품들이 과열되어 균열이 생길 수 있다.
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69. 견인전동기의 회전속도가 상승하면 어떤 현상이 발생하는 가?

  1. 발전기의 발생전압은 내려가고 전류는 증가된다.
  2. 후방전이가 일어난다.
  3. 주발전기와 견인전동기의 회로를 직렬에서 병렬연결로 자동적으로 바꿔진다.
  4. 주발전기의 출력이 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "주발전기와 견인전동기의 회로를 직렬에서 병렬연결로 자동적으로 바꿔진다." 이다.

    견인전동기의 회전속도가 상승하면, 발전기의 회전속도도 상승하게 된다. 이로 인해 발전기의 발생전압은 증가하고, 전류는 감소한다. 이는 발전기의 출력이 감소하는 것을 의미한다. 따라서, 주발전기의 출력을 유지하기 위해 주발전기와 견인전동기의 회로를 직렬에서 병렬연결로 자동적으로 바꿔주는 것이다. 이를 통해 주발전기의 출력이 증가하게 된다.
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70. 전기동차의 기대 점착계수가 가장 큰 제어방식은?

  1. 저항 제어
  2. 전기자 초퍼제어
  3. 계자 초퍼 제어
  4. VVVF 인버터 제어
(정답률: 알수없음)
  • VVVF 인버터 제어는 전기모터의 속도를 부드럽게 조절할 수 있어서 기대 점착계수를 최적화할 수 있습니다. 또한, 저항 제어나 전기자 초퍼제어, 계자 초퍼 제어보다 효율적이고 정확한 제어가 가능합니다. 따라서, 전기동차에서는 VVVF 인버터 제어가 가장 많이 사용됩니다.
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71. 새마을호 객차에 장착된 만형 대차의 특징이 아닌 것은?

  1. 볼스터가 없다.
  2. 차체는 4 개의 에어백에 의해 대차 위에 지지된다.
  3. 최대 주행속도는 150 km/h 이다.
  4. 센타 피봇트에도 일부 수직 하중이 작용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "센타 피봇트에도 일부 수직 하중이 작용된다."는 새마을호 객차에 장착된 만형 대차의 특징이 아닙니다. 이는 추가적인 설명이 필요한데, 센타 피봇트는 차량의 중심축을 기준으로 전·후방 바퀴가 회전하는 지점을 말합니다. 이 지점에는 수평하중만 작용하며, 수직하중은 발생하지 않습니다. 따라서 "센타 피봇트에도 일부 수직 하중이 작용된다."는 올바르지 않은 설명입니다.
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72. 윤활유가 디젤기관 내부에서 행하는 기능에 관한 설명중 잘못 기술된 것은?

  1. 베어링면에서 유막을 형성하여 열을 흡수하고 마모를 감소 시킨다.
  2. 탄소 입자, 금속분말 등 불순한 미세입자를 포착하여 윤활유 여과기까지 운반 여과한다.
  3. 실린더 라이너 및 오일팬 등을 냉각시킨다.
  4. 피스톤과 실린더 벽면에서 피스톤링의 실링(Sealing)을 완전하도록 도와준다.
(정답률: 알수없음)
  • "실린더 라이너 및 오일팬 등을 냉각시킨다."가 잘못 기술된 것이다. 윤활유는 열을 흡수하여 열을 분산시키는 역할을 하지만, 직접적으로 냉각을 하는 것은 아니다. 따라서, "실린더 라이너 및 오일팬 등을 냉각시킨다."는 설명은 잘못되었다.
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73. 다음은 동력식 제동방식이다. 옳지 않은 것은?

  1. 진공 브레이크
  2. 사이드 브레이크
  3. 공기 브레이크
  4. 전기 브레이크
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "사이드 브레이크"이다. 사이드 브레이크는 주로 주차 시에 사용되는 제동장치로, 차량의 바퀴를 고정시켜 움직임을 방지하는 역할을 한다. 따라서 동력식 제동방식과는 관련이 없다. 동력식 제동방식은 주행 중에 차량의 운동 에너지를 이용하여 제동력을 발생시키는 방식으로, "진공 브레이크", "공기 브레이크", "전기 브레이크" 등이 해당된다.
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74. 차륜답면 찰상의 원인으로서 거리가 먼 것은?

  1. 제동력 과대로 활주
  2. 제동 완해불량
  3. 좌우 차륜직경 상이
  4. 주행속도의 과대
(정답률: 알수없음)
  • 주행속도가 과대인 경우에는 차량이 빠르게 움직이기 때문에, 급정거나 급좌회전 등의 상황에서 제동력이 부족해져 차량이 미끄러지거나 미끄러져 찰상이 발생할 수 있습니다. 따라서 차량 운전 시에는 항상 주행속도를 적절히 조절하여 안전운전에 노력해야 합니다.
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75. 디젤기관의 출력을 구하는 식으로 옳은 것은?(단, C는 4행정인 경우로 2, 2행정 기관인 경우 1, d=실린더내경 mm, S는 행정 mm, Z는 실린더 수, n는 회전수 rpm, Pm은 평균 유효압력 kg/cm2)

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""입니다.

    디젤기관의 출력은 다음과 같은 식으로 구할 수 있습니다.

    출력 = (C × d2 × S × Z × Pm × n) ÷ (30,000 × 2)

    여기서 C는 4행정인 경우 2, 2행정인 경우 1입니다.

    따라서, ""는 C가 2인 4행정 디젤기관의 출력을 구하는 식입니다.
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76. 차축 베어링 중 고속용 객차에 알맞는 것은?

  1. 실린더리컬 베어링
  2. 스훼리컬 베어링
  3. 테이퍼 베어링
  4. 스러스트 베어링
(정답률: 알수없음)
  • 고속 운행 중에는 매우 높은 회전 속도와 진동이 발생하기 때문에, 실린더리컬 베어링이 가장 적합합니다. 이는 원통형으로 구성되어 있어 축과 베어링의 중심이 일치하며, 높은 하중과 회전 속도에도 높은 정밀도를 유지할 수 있기 때문입니다. 또한, 스훼리컬 베어링은 하중이 크지 않은 경우에 적합하며, 테이퍼 베어링과 스러스트 베어링은 주로 수직 하중을 받는 경우에 사용됩니다.
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77. 철도차량용 냉매로 사용하고 있는 후레온-22의 증발열은? (단, kcal/kg)

  1. 40
  2. 80
  3. 328
  4. 539
(정답률: 알수없음)
  • 후레온-22의 증발열은 40 kcal/kg입니다. 이는 후레온-22가 1kg에서 액체 상태에서 기체 상태로 변할 때 방출되는 열의 양을 나타냅니다. 이 값은 후레온-22가 냉매로 사용되는 이유 중 하나입니다. 후레온-22는 냉매로 사용될 때 냉장고나 에어컨 등에서 열을 흡수하여 냉각 작업을 수행하고, 이때 증발열이 발생하여 냉각 효과를 높이기 때문입니다.
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78. 디젤기관에서 연료분사 요건은?

  1. 온도
  2. 압력
  3. 분사밸브
  4. 무화(미립화)
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관에서 연료분사 요건은 높은 압력과 온도를 필요로 합니다. 이는 연료를 미립화하여 고압으로 분사하기 위함입니다. 따라서 "무화(미립화)"가 정답입니다.
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79. 냉동 사이클의 기본요소와 장치의 연결이 옳지 못한 것은 ?

  1. 열흡수장치 - 증발기(Evaporator)
  2. 압력증대장치 - 압축기(Compressor)
  3. 열제거장치 - 응축기(Condenser)
  4. 진공장치 - 팽창밸브, 모세관
(정답률: 알수없음)
  • 냉동 사이클에서 진공장치는 압력을 낮추어 냉매의 증발을 도와주는 역할을 합니다. 따라서 진공장치와 연결되는 장치는 증발기(Evaporator)이어야 합니다. 하지만 이 보기에서는 진공장치와 팽창밸브, 모세관이 연결되어 있습니다. 팽창밸브와 모세관은 냉매의 유량을 제어하는 역할을 하기 때문에, 이 장치들은 압력증대장치인 압축기(Compressor)와 연결되어야 합니다. 따라서 옳지 못한 연결은 "진공장치 - 팽창밸브, 모세관" 입니다.
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80. DHC, PMC의 열차 냉방기에 대한 풍량이 옳지 않게 표현된 것은?

  1. condensing air : 84 CMM/set
  2. supply air : 42 CMM/set
  3. return air : 27 CMM/set
  4. fresh air : 15 CMM/set
(정답률: 알수없음)
  • "condensing air : 84 CMM/set"가 옳지 않은 표현이다. 이는 냉방기에서 사용되는 냉각재의 풍량을 나타내는데, 일반적으로 냉각재의 풍량은 "m³/h" 단위로 표기된다. 따라서 올바른 표현은 "condensing air : 84 m³/h/set"이다.
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5과목: 기계제작법

81. 수기 가공으로 수나사를 가공할 수 있는 공구는?

  1. 탭
  2. 다이스
  3. 바이스
  4. 바이트
(정답률: 알수없음)
  • 수기 가공은 손으로 직접 가공하는 방식을 말합니다. 이 중에서 수나사를 가공할 때 사용하는 공구는 다이스입니다. 다이스는 외부나사를 가공할 때 사용하는 공구로, 나사의 외부를 정밀하게 가공할 수 있습니다. 따라서 수기 가공으로 수나사를 가공할 때는 다이스를 사용합니다.
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82. 래핑의 특징에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 경면을 얻을 수 있다.
  2. 평면도, 진원도, 진직도 등 기하학적 정밀도가 높은 제품을 얻을 수 있다.
  3. 고도의 정밀가공은 숙련이 필요하다.
  4. 가공면에 랩제가 잔류하여 제품의 부식을 막아준다.
(정답률: 알수없음)
  • 가공면에 랩제가 잔류하여 제품의 부식을 막아준다는 설명이 잘못되었다. 래핑은 제품을 보호하고 보존하기 위한 포장 기술로, 가공면에 랩제가 잔류하여 부식을 막아주는 것은 아니다. 오히려 랩제가 가공면에 남아있으면 제품의 품질을 저하시킬 수 있다.
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83. 이음매 없는 강관을 제조하는 방법으로 적합하지 않는 가공법은?

  1. 만네스만 압연(mannesmann rolling)
  2. 인발(drawing)
  3. 압출(extrusion)
  4. 맞대기 심 용접(seam welding)
(정답률: 알수없음)
  • 맞대기 심 용접은 이음매가 생기기 때문에 이음매 없는 강관을 제조하는 방법으로 적합하지 않습니다. 다른 가공법들은 이음매 없는 강관을 제조하는 방법으로 적합합니다.
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84. 그림과 같은 테이퍼 (Taper)를 가공할 때, 심압대의 편위량은 얼마인가?

  1. 1 mm
  2. 1.25 mm
  3. 1.5 mm
  4. 2.5 mm
(정답률: 알수없음)
  • 테이퍼를 가공할 때, 심압대는 작업물의 중심축을 따라 이동하면서 작업물의 지름을 측정합니다. 이때, 심압대의 편위량은 작업물의 지름이 변할 때마다 심압대가 이동한 거리를 의미합니다. 그림에서 보면 작업물의 지름이 50mm에서 40mm으로 감소하면서 심압대는 1.25mm만큼 이동하였으므로, 정답은 "1.25 mm"입니다.
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85. 상품명에서 이름 지어진 링컨 용접법(Lincoln weld)은 어떤 용접을 말하는가?

  1. 탄산(CO2)가스 아크 용접
  2. 서브머지드 아크 용접
  3. 스터드 용접
  4. 일렉트로 슬랙 용접
(정답률: 알수없음)
  • 링컨 용접법은 서브머지드 아크 용접을 말한다. 이는 용접 전극과 용접 부위를 플럭스라는 가루로 덮어서 산화를 방지하고 용접 부위를 보호하는 방식으로, 고속 용접이 가능하며 용접 부위의 완성도가 높다.
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86. 큐폴러(Cupola)의 크기는 무엇으로 표시하는가?

  1. 1회에 용해하는데 사용된 코우크스의 양
  2. 1회에 용해할 수 있는 철의 양
  3. 1시간당 용해되는 철의 무게를 ton 으로 표시 한 것
  4. 시간당 송풍량
(정답률: 알수없음)
  • 큐폴러는 철강 제조 과정에서 용해된 철을 수집하는 장치이다. 따라서 큐폴러의 크기는 용해되는 철의 양이나 사용된 코우크스의 양으로 표시하기보다는, 시간당 용해되는 철의 무게를 ton으로 표시하는 것이 더욱 정확하고 효율적이다. 이는 생산성을 측정하고 제조 공정을 최적화하는 데 도움이 된다.
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87. 단면감소율, 다이의 각도, 윤활법, 역장력 등을 그 인자(因子)로 하는 소성가공법은?

  1. 압축가공
  2. 스피닝
  3. 인발가공
  4. 압출가공
(정답률: 알수없음)
  • 인발가공은 단면감소율, 다이의 각도, 윤활법, 역장력 등을 조절하여 금속재료를 가공하는 방법입니다. 이러한 인자들을 조절하여 금속재료를 인발기에 통과시켜 가공하는 것이 특징입니다. 따라서 정답은 "인발가공"입니다. 압축가공은 압력을 가하여 가공하는 방법, 스피닝은 회전하는 도구를 이용하여 가공하는 방법, 압출가공은 금속재료를 압출기에 통과시켜 가공하는 방법입니다.
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88. CNC선반의 절삭 이송시 G 기능 중 G01이 갖는 의미는?

  1. 위치결정
  2. 직선보간
  3. 원호보간
  4. 나사절삭
(정답률: 알수없음)
  • G01은 CNC선반에서 직선보간 기능을 나타냅니다. 이는 절삭 이송시에 직선으로 이동하며, 시작점과 끝점을 지정하여 이동 경로를 정확하게 제어할 수 있습니다. 따라서 G01은 위치결정보다는 보다 정확한 이동 경로를 필요로 하는 경우에 사용됩니다.
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89. 방전가공시 전극(가공공구) 재질로 사용되지 않는 것은?

  1. 황동
  2. 텅스텐
  3. 구리
  4. 알루미늄
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄은 전기전도성이 낮아 방전가공에 적합하지 않기 때문입니다. 따라서 전극 재료로 사용되지 않습니다. 반면, 황동, 텅스텐, 구리는 전기전도성이 높아 방전가공에 적합한 재료입니다.
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90. 피복아크 용접봉 홀더에서 KS규격의 종류가 아닌 것은?

  1. 125호
  2. 160호
  3. 180호
  4. 200호
(정답률: 알수없음)
  • KS규격은 125호, 160호, 180호, 200호가 있지만, 180호는 실제로는 KS규격이 아니라 다른 규격으로 분류되기 때문에 정답이 됩니다.
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91. 연삭비(grinding ratio)를 옳게 나타낸 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    연삭비는 연삭된 양(Grinding amount)과 연마석 소모량(Grinding wheel wear)의 비율을 나타내는 지표이다. 따라서 연삭된 양이 많고 연마석 소모량이 적을수록 연삭비가 높아진다.

    위의 그림에서는 연삭된 양이 많고 연마석 소모량이 적은 경우를 나타내고 있으므로 연삭비가 높아진다. 따라서 ""이 정답이 된다.
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92. 두께 5mm의 연강판에 직경 10mm의 펀칭 작업을 하는 데 크랭크 프레스 램의 속도가 10m/min 이라면 이 때 프레스에 공급되어야 할 동력은 약 몇 PS 인가?(단, 연강판의 전단강도는 30kgf/mm2 이고 프레스의 기계적 효율은 80%이다.)

  1. 13.1
  2. 9.7
  3. 15.5
  4. 11.3
(정답률: 알수없음)
  • 공식: 동력(P) = 압력(F) × 속도(v)

    펀칭 작업에서 필요한 압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    압력 = 전단강도 × 단면적 = 30 × π × (10/2)^2 = 1500π kgf

    속도는 10m/min 이므로, m/s로 변환하면 10/60 = 1/6 m/s 이다.

    따라서, 동력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    동력 = 압력 × 속도 / 기계적 효율 = 1500π × 1/6 / 0.8 ≈ 13.1 PS

    따라서, 정답은 "13.1" 이다.
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93. 기계재료의 가공성들에 대한 용어 중에서 적당치 않은 것은?

  1. 탄성
  2. 단조
  3. 절삭성
  4. 접합성
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "탄성"입니다.

    탄성은 기계재료의 가공성 중 하나로, 외력이 가해지면 변형되었다가 외력이 사라지면 원래 모양으로 돌아오는 성질을 말합니다. 하지만 기계재료의 가공성은 주로 가공 과정에서 발생하는 물리적 변화를 나타내는데, 탄성은 이에 해당하지 않습니다. 따라서 "탄성"은 적당치 않은 용어입니다.

    반면, "단조"는 기계재료가 가공 과정에서 일정한 방향으로 연속적으로 늘어나거나 줄어드는 성질을 말하며, "절삭성"은 날카로운 도구로 잘라내는 능력을 말합니다. "접합성"은 기계재료가 서로 붙어서 하나의 덩어리로 만들어지는 능력을 말합니다. 이들은 모두 기계재료의 가공성을 나타내는 용어로 적당합니다.
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94. 다음 각각의 측정기에 대한 설명이 옳은 것은?

  1. 옵티컬 플랫은 표면 거칠기를 측정하는 것이다.
  2. 옵티컬 플랫으로 측정검사할 때 평행하게 나타나는 간섭무늬가 적을수록 평면도가 좋다.
  3. 수준기는 물을 봉입한 유리관 안에 작은 기포를 남겨둔 것으로 수평도을 알아보는 측정기이다.
  4. 사인바로 각도를 금긋기 할때 블록게이지의 높이 이다. L은 사인바의 길이 이다.
(정답률: 알수없음)
  • 옵티컬 플랫은 표면 평평도를 측정하는 것이다. 옵티컬 플랫으로 측정검사할 때 평행하게 나타나는 간섭무늬가 적을수록 평면도가 좋다는 이유는, 간섭무늬가 적을수록 표면이 더 평평하다는 것을 의미하기 때문이다. 수준기는 물을 봉입한 유리관 안에 작은 기포를 남겨둔 것으로 수평도를 알아보는 측정기이다. 사인바로 각도를 측정할 때 블록게이지의 높이는 L x sin(각도)이다.
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95. TTT선도에서 Mf점과 Ms점 사이 100~200℃ 정도에서 담금질을 하여 항온변태를 행하는 방법은?

  1. 오스템퍼(austemper)
  2. 마르템퍼(martemper)
  3. 마르퀀칭(marquenching)
  4. 계단 담금질(interrupted quenching)
(정답률: 알수없음)
  • Mf점과 Ms점 사이에서 담금질을 하면, 강도와 경도가 높은 마르템퍼강이 만들어진다. 이는 담금질 후, 남은 열을 조절하여 조직을 안정화시키는 과정으로, 강도와 경도가 높은 강을 만들 수 있어서 자주 사용된다. 따라서 정답은 "마르템퍼(martemper)"이다.
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96. 버니어 캘리퍼스는 일반적으로 부척의 한 눈금이 본척의 n-1개의 눈금을 n등분한 것이다. 본척의 한 눈금이 A라고하면 읽을 수 있는 최소 치수는?

  1. nA
(정답률: 알수없음)
  • 버니어 캘리퍼스는 본척의 한 눈금을 n등분하므로, 한 등분의 크기는 A/n이 된다. 따라서, n-1개의 눈금을 n등분한 것이므로, 읽을 수 있는 최소 치수는 A/n x (n-1) = A - A/n 이 된다. 이를 간단하게 정리하면, "" 가 된다.
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97. 스플라인 구멍(보스)의 홈을 가공하거나 복잡한 형상의 구멍을 정확하게 가공할 수 있고, 다량 생산을 위하여 사용되는 공작기계는?

  1. 보링머신
  2. 슬러팅 머신
  3. 브로칭 머신
  4. 펠로즈 기어 셰이퍼
(정답률: 알수없음)
  • 브로칭 머신은 스플라인 구멍과 같은 복잡한 형상의 구멍을 정확하게 가공할 수 있으며, 다량 생산에 적합한 공작기계입니다. 이는 브로칭 머신이 여러 단계로 구성된 칼날을 사용하여 작업을 수행하기 때문입니다. 이러한 작업 방식은 다른 공작기계로는 어려운 구멍 가공 작업을 빠르고 정확하게 수행할 수 있도록 해줍니다. 따라서 브로칭 머신이 스플라인 구멍 가공에 적합한 공작기계로 선택됩니다.
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98. 소성변형이 비교적 잘되는 금속재료를 상온 또는 고온에서 회전하는 롤 사이로 통과시켜 여러 가지의 판재, 형재, 관재 등의 소재를 만드는 가공법은?

  1. 압출
  2. 압인
  3. 압연
  4. 단조
(정답률: 알수없음)
  • 압연은 금속재료를 상온 또는 고온에서 회전하는 롤 사이로 통과시켜 소성변형이 비교적 잘되는 금속재료를 가공하여 여러 가지의 판재, 형재, 관재 등의 소재를 만드는 가공법입니다. 롤 사이로 금속재료를 통과시키면서 압력을 가해 소성변형을 일으키고, 이를 통해 금속재료의 두께나 형태를 조절할 수 있습니다. 따라서 압연은 금속가공에서 가장 기본적이고 중요한 가공법 중 하나입니다.
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99. 강철주물용 주물사의 주성분은?

  1. Aℓ203
  2. SiO2
  3. Mg0
  4. Fe03
(정답률: 알수없음)
  • 강철주물은 주로 철과 탄소로 이루어져 있지만, 주물사를 만들 때는 철과 탄소 외에도 다른 원소들이 첨가됩니다. 이 중에서도 주성분은 주로 규산(SiO2)입니다. 규산은 주물사를 만들 때 주로 산화물을 제거하고, 주물사의 특성을 개선하는 역할을 합니다. 따라서 강철주물용 주물사의 주성분은 SiO2입니다.
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100. 담금질한 강철을 적당한 온도로 A1 변태점 이하에서 인성을 증가시키는 조작은?

  1. 뜨임
  2. 풀림
  3. 불림
  4. 항온열처리
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "뜨임"입니다.

    담금질한 강철을 적당한 온도로 A1 변태점 이하에서 뜨이면, 강철 내부의 결정 구조가 변화하여 인성이 증가합니다. 이는 강철 내부의 마르텐사이트가 시효 경화되어 더욱 단단해지기 때문입니다. 따라서, 담금질한 강철을 인성을 증가시키기 위해서는 뜨임 조작이 필요합니다.
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