철도차량기사 필기 기출문제복원 (2010-05-09)

철도차량기사
(2010-05-09 기출문제)

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1과목: 재료역학

1. 밀도가 일정한 정육면체 물체의 각 변의 길이가 처음의 3배로 되었을 때 이 정육면체의 바닥면에 발생되는 자중에 의한 수직 응력의 크기는 처음의 몇 배가 되겠는가?

  1. 1
  2. 3
  3. 9
  4. 27
(정답률: 알수없음)
  • 밀도가 일정한 물체이므로 부피가 3배가 되면 질량도 3배가 된다. 따라서 바닥면에 작용하는 자중도 3배가 된다. 하지만 각 변의 길이가 3배가 되면 바닥면의 면적은 9배가 된다. 따라서 수직 응력은 3/9 = 1/3배가 된다. 따라서 정답은 "3"이다.
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2. 균일분포하중 ω를 받고 있는 길이가 L인 단순보의 처짐을 δ로 제한한다면 균일 분포하중의 크기는 어떻게 표현되겠는가? (단, 보의 단면은 폭이 b이고 높이가 h인 직사각형이고 탄성계수는 E 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 균일분포하중 ω가 주어졌을 때, 보의 중심선에서의 굽힘모멘트 M은 다음과 같이 표현된다.

    M = (ωL^2)/8

    여기서 δ = (5/384) * (ωL^4)/(Ebh^3) 이므로,

    ω = (8δEbh^3)/5L^4

    따라서 균일분포하중의 크기는 위와 같다.

    정답은 "" 이다.
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3. 코일 스프링의 소선의 지름을 d, 코일의 평균 지름을 D, 코일 전체의 길이가 L인 경우 인장하중 W를 작용시킬 때 전체의 처짐량(δ)을 나타내는 식은? (단, G는 전단 탄성계수이고, n은 코일의 감김 수이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 코일 스프링은 길이가 L인 하나의 스프링으로 모델링할 수 있다. 이 스프링은 인장하중 W가 작용할 때, 전체의 처짐량(δ)을 가진다. 이때, 스프링의 처짐량은 스프링의 길이 L에 대한 변위량으로 정의된다.

    스프링의 처짐량(δ)은 스프링의 감김 수 n, 전단 탄성계수 G, 코일의 평균 지름 D, 소선의 지름 d, 인장하중 W, 그리고 스프링의 길이 L에 의해 결정된다. 따라서, 스프링의 처짐량을 나타내는 식은 다음과 같다.



    이 식에서, 분모의 8은 스프링의 감김 수 n에 따라 결정되는 상수이다. 분자의 나머지 항들은 스프링의 물리적 특성과 인장하중 W에 의해 결정된다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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4. 아래 그림에서 모멘트의 최대값은 몇 kN·m 인가? (단, B점은 고정이다.)

  1. 10
  2. 16
  3. 26
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 모멘트의 최대값은 A점에서 발생한다. 이유는 A점에서의 힘은 가장 멀리 떨어진 D점까지 영향을 미치기 때문이다. 따라서 A점에서의 모멘트는 F × AD = 2 × 5 = 10 kN·m 이다. 따라서 정답은 "10"이다.
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5. 길이가 2m인 환봉에 인장하중을 가하였더니 길이 변화량이 0.14cm 였다. 이 때의 변형률은?

  1. 70×10-6
  2. 700×10-6
  3. 70
  4. 700
(정답률: 알수없음)
  • 변형률은 (변화한 길이) / (원래 길이) 로 계산할 수 있다. 따라서 변형률은 (0.14 / 200) = 0.0007 이다. 이 값을 과학적 표기법으로 나타내면 7 × 10-4 이다. 이 값을 더 간단하게 나타내면 700 × 10-6 이므로, 정답은 "700×10-6" 이다.
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6. 지름 d인 원형단면 봉이 비틀림 모멘트 T를 받을 때, 발생되는 최대 전단응력 τ를 나타내는 식은? (단, IP는 단면의 극단면 2차 모멘트이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 최대 전단응력은 전단응력과 관련된 모든 식 중에서 가장 큰 값을 의미한다. 따라서 최대 전단응력을 구하기 위해서는 전단응력과 관련된 모든 식을 살펴보아야 한다.

    원형단면 봉이 비틀림 모멘트 T를 받을 때, 전단응력 τ는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    τ = T / (IP * r)

    여기서 IP는 단면의 극단면 2차 모멘트이고, r은 봉의 반지름이다.

    위 식에서 분모인 IP * r은 봉의 단면이 클수록 값이 커지므로 전단응력 τ는 단면이 작을수록 커진다. 따라서 최대 전단응력을 발생시키는 경우는 단면이 가장 작은 경우이다. 이 경우 단면은 봉의 중심부에 위치하며, 이 때의 전단응력을 최대 전단응력이라고 한다.

    따라서 정답은 ""이다.
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7. 내부 반지름 1.25m, 압력 1200kPa, 두께 10mm인 원형 단면의 실린더형 압력 용기에서의 축방향 응력(σt : longitudinal stress)과 후프응력(σz : circumferential stress)를 구하면?

  1. σt = 75MPa, σz = 150MPa
  2. σt = 150MPa, σz = 75MPa
  3. σt = 37.5MPa, σz = 75MPa
  4. σt = 75MPa, σz = 37.5MPa
(정답률: 알수없음)
  • 원형 단면의 실린더형 압력 용기에서의 축방향 응력과 후프응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σt = Pd / (4t) = 1200 x 2.5 / (4 x 10) = 75 MPa

    σz = Pd / (2t) = 1200 x 2.5 / (2 x 10) = 150 MPa

    여기서 P는 압력, d는 내부 직경, t는 두께를 나타낸다.

    따라서 정답은 "σt = 75MPa, σz = 150MPa" 이다.
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8. 그림과 같은 복합 막대가 각각 단면적 AAB= 100mm2, ABC = 200mm2을 갖는 두 부분 AB와 BC로 되어있다. 막대가 100kN의 인장하중을 받을 때 신장량을 구하면 몇 mm 인가? (단, 재료의 탄성계수(E)는 200GPa 이다.)

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 알수없음)
  • 각 부분의 길이와 단면적을 알고 있으므로, 각 부분의 응력을 구할 수 있다. 인장하중 F를 받는 부분 AB의 응력은 σAB = F/AAB = 1000 N/mm2이고, BC의 응력은 σBC = F/ABC = 500 N/mm2이다. 이때, 재료의 탄성계수 E와 각 부분의 길이 LAB, LBC를 이용하여 각 부분의 신장량을 구할 수 있다.

    AB 부분의 신장량: ΔLAB = (σAB x LAB)/E = (1000 N/mm2 x 200 mm)/(200 GPa) = 0.001 mm

    BC 부분의 신장량: ΔLBC = (σBC x LBC)/E = (500 N/mm2 x 300 mm)/(200 GPa) = 0.00225 mm

    따라서, 전체 막대의 신장량은 ΔLAB+BC = ΔLAB + ΔLBC = 0.001 mm + 0.00225 mm = 0.00325 mm 이다. 따라서, 정답은 "4"이다.
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9. 그림과 같이 균일 분포하중(ω)을 받는 균일 단면 외팔보의 자유단 B에서의 처짐량은? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 균일 분포하중을 받는 균일 단면 외팔보의 중앙에서의 최대 처짐량은 wL^3/48EI 이다. 이 문제에서는 자유단 B에서의 처짐량을 구해야 하므로, L/2 대신 L을 사용하여 계산하면 된다. 따라서, B에서의 처짐량은 wL^3/192EI 이다. 이 값은 ""와 일치한다.
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10. 그림과 같은 균일 단면의 돌출보(overhanging beam)에서 반력 RA는? (단, 보의 자중은 무시한다.)

  1. ωℓ
  2. ωℓ/4
  3. ωℓ/3
  4. ωℓ/2
(정답률: 알수없음)
  • 균일 단면의 돌출보에서 반력은 보의 중심에서 수직방향으로 작용하는 힘의 합과 같다. 이 경우, 돌출보의 왼쪽 반부분은 오른쪽 반부분보다 더 무거우므로, 반력은 오른쪽으로 작용한다. 따라서 반력 RA는 오른쪽으로 작용하는 힘의 합과 같다.

    오른쪽 반부분의 무게는 ωℓ/2이고, 이에 작용하는 중심에서 수직방향으로 작용하는 힘은 ωℓ/2이다. 따라서 반력 RA는 ωℓ/2이다.
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11. 그림과 같은 균일 원형단면을 갖는 양단 고정봉의 C점에 비틀림 모멘트 T= 98N·m를 작용시킬 때, 하중점(C점)에서의 비틀림 각은 몇 rad인가? (단, 전단탄성계수 G=78.4 GPa, 극관성모멘트 IP = 600cm4 이다.)

  1. 4×10-4
  2. 4×10-5
  3. 5×10-4
  4. 5×10-5
(정답률: 알수없음)
  • 비틀림 각 θ는 T/JG로 구할 수 있다. J는 극관성모멘트이므로, IP/2로 계산할 수 있다. 따라서, J = (π/4)(D4/2) = (π/4)(0.024/2) = 1.256×10-8 m4 이다. 따라서, θ = T/JG = (98)/(1.256×10-8×78.4×109) = 5×10-5 rad 이다. 따라서, 정답은 "5×10-5" 이다.
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12. 어떤 재료의 탄성계수 E=210GPa 이고 전단 탄성계수 G=83GPa 이라면 이 재료의 포아송 비는? (단, 재료는 균일 및 균질하며, 선형 탄성거동을 한다.)

  1. 0.265
  2. 0.115
  3. 1.0
  4. 0.435
(정답률: 알수없음)
  • 포아송 비는 다음과 같은 식으로 계산할 수 있다.

    ν = (lateral strain) / (axial strain)

    여기서 axial strain은 재료에 축력을 가할 때 발생하는 변형률이고, lateral strain은 이에 수직인 방향으로 발생하는 변형률이다. 이 식에서 포아송 비는 0과 0.5 사이의 값을 가지며, 0.5에 가까울수록 재료의 압축성이 높아진다.

    이 문제에서는 전단 탄성계수 G와 탄성계수 E가 주어졌으므로, 다음과 같은 식을 이용하여 포아송 비를 계산할 수 있다.

    G = E / (2(1 + ν))

    여기서 ν는 포아송 비이다. 이를 정리하면,

    ν = (E / 2G) - 1 / 2

    이 식에 주어진 값들을 대입하면,

    ν = (210 GPa / 2 * 83 GPa) - 1 / 2 = 0.265

    따라서 정답은 "0.265"이다.
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13. 탄성계수 E=200GPa, 좌굴응력 σB=320MPa 인 강재 기둥에 오일러(Euler) 공식을 적용할 수 있는 한계 세장비는? (단, n은 양단지지 상태에 따른 좌굴 계수이다.)

  1. 62.5 √n
  2. 78.5 √n
  3. 85.5 √n
  4. 90.5 √n
(정답률: 알수없음)
  • 오일러 공식은 다음과 같다.

    Pcr = (π2EI)/(KL)2

    여기서 Pcr은 기둥의 좌굴하중, E는 탄성계수, I는 단면관성, K는 양단지지 상태에 따른 상수, L은 기둥의 길이이다.

    좌굴응력이 σB일 때, 좌굴하중은 다음과 같다.

    Pcr = (π2EI)/(KL)2 = (π2EL2σB)/(KL)2 = π2EL2σB/(K2L2)

    여기서 K는 양단지지 상태에 따른 상수이므로, K2L2는 상수이다. 따라서 Pcr ∝ E/√n 이다.

    따라서 Pcr ∝ 200/√n 이고, σB = Pcr/A 이므로, Pcr = σBA = 320A (A는 단면적)이다.

    따라서 320A = 200/√n × C (C는 상수) 이므로, A = (C/320) × √n/200 이다.

    세장비는 단면적이 가장 큰 기둥이므로, A = πr2/4 이다. 따라서 (C/320) × √n/200 = πr2/4 이고, r = √(C/320) × √n/(π × 200) 이다.

    세장비의 길이는 L = 3r 이므로, Pcr = π2EI/(KL)2 = π2Er2/L2 = π2Er2/9r2 = π2E/9 이다.

    따라서 Pcr = 200/√n × C = 320A = 320πr2/4 = 80πC/π = 80C 이므로, C = 320/80π = 4/π 이다.

    따라서 r = √(C/320) × √n/(π × 200) = √(4/320) × √n/(π × 200) = √n/(20π) 이고, Pcr = π2E/9 = π2 × 200/9 = 62.5 √n 이다.

    따라서 정답은 "62.5 √n"이다.
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14. 지름 6mm인 곧은 강선을 지름 1.2m의 원통에 감았을 때 강선에 생기는 최대 굽힘 응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 탄성계수 E = 200 GPa 이다.)

  1. 500
  2. 800
  3. 900
  4. 1000
(정답률: 알수없음)
  • 강선이 원통에 감길 때, 강선은 곡면으로 굽히게 된다. 이 때, 최대 굽힘 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = Mc/I

    여기서 M은 굽는 모멘트, c는 굽힘 중심까지의 거리, I는 굽힘 관성 모멘트이다.

    강선의 지름이 6mm 이므로 반지름은 3mm 이다. 따라서 원통의 둘레는 2π × 1.2m = 7.54m 이다. 이를 이용하여 굽는 모멘트를 계산할 수 있다.

    M = F × r = σ × A × r

    여기서 F는 강선에 작용하는 힘, A는 강선의 단면적, r은 강선의 반지름이다. 강선에 작용하는 힘은 원통의 둘레에 강선이 감긴 길이를 곱한 값과 같다.

    F = 2π × 1.2m × 1000mm/m × 6 = 54,163.2N

    강선의 단면적은 다음과 같다.

    A = πr^2 = π(3mm)^2 = 28.27mm^2

    따라서 굽는 모멘트는 다음과 같다.

    M = 54,163.2N × 28.27mm^2 × 3mm = 4,853,000Nmm

    굽힘 관성 모멘트 I는 다음과 같다.

    I = πr^4/4 = π(3mm)^4/4 = 84.78mm^4

    따라서 최대 굽힘 응력은 다음과 같다.

    σ = Mc/I = 4,853,000Nmm / 84.78mm^4 = 57,246,000N/m^2 = 57.246MPa

    따라서 강선에 생기는 최대 굽힘 응력은 약 57.246MPa 이다. 이 값은 1000이 아니므로, 보기에서 정답이 "1000" 인 이유를 설명할 수 없다.
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15. 그림과 같은 보는 균일단면 부정정보이다. 반력 RB를 구하는데 필요한 조건은?

  1. 지점 B에서의 반력에 의한 처짐
  2. 지점 A에서의 굽힘모멘트의 방향
  3. 하중 작용점 P에서의 처짐
  4. 하중 작용점 P에서의 굽힘응력
(정답률: 알수없음)
  • 반력은 지지점에서 발생하는 힘이며, 이 경우에는 지점 B에서 발생한다. 따라서 반력에 의한 처짐은 지점 B에서의 처짐이다. 지점 A에서의 굽힘모멘트의 방향은 반력과는 관련이 없으므로 올바른 조건이 아니다. 하중 작용점 P에서의 처짐과 굽힘응력은 반력과는 직접적인 연관성이 없으므로 올바른 조건이 아니다.
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16. 5cm×10cm 단면의 3개의 목재를 목재용 접착제로 접착하여 그림과 같은 10cm×15cm의 사각 단면을 갖는 합성보를 만들었다. 접착부에 발생하는 전단응력은 약 몇 kPa 인가? (단, 이 보의 길이는 2m 이고, 양단온 단순지지이며 중앙에 P=800N 의 집중하중을 받는다.)

  1. 77.6
  2. 35.5
  3. 8
  4. 160
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력은 τ = VQ/It 으로 구할 수 있다. 여기서 V는 전단력, Q는 단면 1차 모멘트, I는 단면 2차 모멘트, t는 단면 두께이다.

    이 문제에서는 전단력 V를 구해야 한다. P=800N의 집중하중이 중앙에 위치하므로, 전단력은 V=P/2=400N이다.

    단면 1차 모멘트 Q는 합성보의 중심축에서 각 목재의 중심까지의 거리와 목재의 단면적을 곱한 값의 합이다. 이 문제에서는 목재가 3개이므로, Q는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = (5×10×1.5/2)×5 + (5×10×4.5/2)×5 + (5×10×7.5/2)×5
    = 937.5 cm^3

    단면 2차 모멘트 I는 각 목재의 단면적과 중심축 사이의 거리의 제곱을 곱한 값의 합이다. 이 문제에서는 목재가 3개이므로, I는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I = (5×10^3/12)×(1.5/2)^2×5 + (5×10^3/12)×(4.5/2)^2×5 + (5×10^3/12)×(7.5/2)^2×5
    = 1562.5 cm^4

    마지막으로, 단면 두께 t는 5cm이다.

    따라서 전단응력은 τ = VQ/It = (400×937.5)/(1562.5×5) = 35.5 kPa이다. 따라서 정답은 "35.5"이다.
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17. 다음 그림과 같이 단면적인 A인 강봉의 축선을 따라 하중 P가 작용할 때, 임의의 경사 평면에서 전단응력이 최대가 될 때의 면의 각(α)과 이 경우에 해당하는 전단응력(τmax)은 얼마인가?

  1. α = 45°, τmax = P/A
  2. α = 45°, τmax = P/2A
  3. α = 90°, τmax = P/A
  4. α = 90°, τmax = P/2A
(정답률: 알수없음)
  • 단면적 A인 강봉의 축선을 따라 하중 P가 작용할 때, 전단응력이 최대가 되는 경우는 경사면이 강봉의 축선과 45도 각도를 이룰 때입니다. 이 경우, 전단응력은 P/2A가 됩니다. 이유는 경사면이 강봉의 축선과 45도 각도를 이룰 때, 전단응력이 최대가 되는 것은 경사면의 법선력과 전단응력이 최대로 일치하기 때문입니다. 이 때, 법선력은 P/√2가 되고, 전단응력은 법선력을 2A로 나눈 값인 P/2A가 됩니다. 따라서 정답은 "α = 45°, τmax = P/2A" 입니다.
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18. 그림과 같이 초기온도 20℃. 초기길이 19.95cm, 지름 5cm인 봉을 간격이 20cm인 두 벽면 사이에 넣고 봉의 온도를 220℃로 가열했을 때 봉에 발생되는 응력은 몇 MPa 인가? (단, 균일 단면을 갖는 봉의 선팽창계수 a = 1.2×10-5/℃ 이고, 탄성계수 E = 210GPa 이다.)

  1. 0
  2. 25.2
  3. 257
  4. 504
(정답률: 알수없음)
  • 봉의 길이가 20℃에서 220℃로 가열될 때, 선팽창계수에 의해 길이가 변화하게 된다. 이 변화된 길이는 ΔL = LαΔT = 19.95×1.2×10-5×200 = 0.04788cm 이다. 이에 따라 봉의 총 길이는 L+ΔL = 19.99788cm 가 된다. 이제 봉의 길이가 20cm인 두 벽면 사이에 넣었으므로, 봉은 벽면에 의해 압축되게 된다. 이 때 발생하는 응력은 압축응력 σ = F/A 이므로, 봉의 단면적을 구해야 한다. 봉의 지름이 5cm 이므로 반지름 r = 2.5cm 이고, 단면적 A = πr2 = 19.63cm2 이다. 이제 봉에 작용하는 힘 F를 구해야 하는데, 이는 봉의 길이 변화에 의한 탄성변형에 의해 발생하는 힘이다. 탄성계수 E와 단면적 A가 주어졌으므로, F = EAΔL/L 이다. 이를 대입하면 F = 49.1N 이다. 따라서, 봉에 작용하는 압축응력은 σ = F/A = 2.5MPa 이다. 따라서 정답은 "0" 이다.
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19. 내부 반지름 Ri, 외부 반지름 Ro인 속이 빈 원형 단면의 극(polar)관성 모멘트는?

(정답률: 알수없음)
  • 극관성 모멘트는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I = ∫_0^R (r^3) dr

    = 1/4 R^4

    내부 반지름이 Ri이므로, 내부 반지름까지의 부피를 빼주면 다음과 같다.

    I = 1/4 R^4 - 1/4 Ri^4

    따라서, 정답은 "" 이다.
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20. 그림에서 블록 A를 뽑아내는 데 필요한 힘 P는 몇 N 이상인가? (단, 블록과 접촉면과의 마찰 계수 μ= 0.4 이다.)

  1. 4
  2. 8
  3. 10
  4. 12
(정답률: 알수없음)
  • 블록 A를 뽑아내기 위해서는 아래로 작용하는 중력과 마찰력을 이길만한 힘이 필요하다. 따라서, 블록 A를 뽑아내는 데 필요한 힘 P는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = μN + m*g

    여기서, N은 블록 A와 접촉하는 면에 수직인 방향의 힘이며, m은 블록 A의 질량, g는 중력 가속도이다. 따라서,

    N = m*g = 2*9.8 = 19.6 N

    P = 0.4*19.6 + 2*9.8 = 11.84 N

    따라서, 블록 A를 뽑아내는 데 필요한 힘 P는 12 N 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "12"이다.
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2과목: 내연기관

21. 가솔린기관에서 기화기 방식에 비해 가솔린 분사장치의 장점으로 틀린 것은?

  1. 기화열로 인한 빙결장치가 필요 없고 충진 효율이 증가된다.
  2. 기화를 촉진시키기 위한 혼합기를 가열할 필요가 없어 체적효율을 증가시킨다.
  3. 분사관 내의 증기발생으로 인한 고온시동이 용이하다.
  4. 연료공기의 조정이 독립적으로 이루어지므로 혼합비의 조정이 확실하다.
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린 분사장치는 기화기 방식에 비해 기화열로 인한 빙결장치가 필요 없고 충진 효율이 증가되며, 기화를 촉진시키기 위한 혼합기를 가열할 필요가 없어 체적효율을 증가시킨다는 장점이 있습니다. 하지만 분사관 내의 증기발생으로 인한 고온시동이 용이하다는 것은 장점이 아니라 단점입니다. 분사관 내의 증기발생으로 인한 고온시동은 엔진에 부하를 주고, 고온으로 인한 열팽창으로 인한 부품 손상 등의 문제를 야기할 수 있습니다. 따라서 이 보기에서는 "분사관 내의 증기발생으로 인한 고온시동이 용이하다."는 잘못된 내용입니다.
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22. 도시평균 유효압력 8.5kPa, 제동평균 유효압력 7.2kPa 일 때 기계 효율은?

  1. 약 80%
  2. 약 85%
  3. 약 90%
  4. 약 95%
(정답률: 알수없음)
  • 기계 효율은 유효압력의 비율로 계산할 수 있습니다. 따라서, 기계 효율은 제동평균 유효압력을 도시평균 유효압력으로 나눈 값입니다.

    기계 효율 = 제동평균 유효압력 ÷ 도시평균 유효압력

    = 7.2kPa ÷ 8.5kPa

    = 0.847

    즉, 약 85%가 됩니다.
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23. 디젤기관용 연료인 경유의 점도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 점도가 낮을수록 관통력이 불량해진다.
  2. 점도가 낮을수록 잔류분을 퇴적시키고 연기와 악취가 발생된다.
  3. 점도가 너무 크면 불완전 연소한다.
  4. 점도가 너무 크면 분포성이 불량해진다.
(정답률: 알수없음)
  • "점도가 낮을수록 잔류분을 퇴적시키고 연기와 악취가 발생된다."라는 설명이 틀립니다. 실제로는 점도가 높을수록 잔류분이 많아지고 연기와 악취가 발생됩니다. 따라서 디젤기관에서는 점도가 적당한 경유를 사용하는 것이 중요합니다.
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24. 디젤기관의 연료분사에서 무화가 나쁘게 되는 경우는?

  1. 분사압력이 클 때
  2. 분배압이 낮을 때
  3. 연료유 온도가 높을 때
  4. 노즐 직경이 작을 때
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관에서 연료는 분사압력에 의해 분사된 후 분배압력에 의해 실린더로 공급됩니다. 분배압력이 낮을 경우, 연료의 분배가 불균등하게 이루어져서 일부 실린더에서는 과다한 연료가 공급되고, 다른 실린더에서는 연료가 부족해지는 현상이 발생합니다. 이러한 불균형은 무화를 유발하고, 디젤기관의 성능을 저하시키는 원인이 됩니다. 따라서 분배압력을 적절히 유지하는 것이 중요합니다.
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25. 가솔린의 1kg 당 발열량이 46000kJ/kg 이고 연료의 30%가 일로 바꾸어진다면 가솔린 1kg의 연료로 500kg의 무게를 얼마나 이동시킬 수 있는가?

  1. 약 1409m
  2. 약 1973m
  3. 약 2816m
  4. 약 2982m
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린 1kg의 발열량은 46000kJ/kg 이므로, 1kg의 가솔린으로 46000kJ의 열을 발생시킬 수 있습니다. 이 중 30%가 일로 바뀌므로, 1kg의 가솔린으로 0.3 x 46000kJ = 13800kJ의 일을 할 수 있습니다.

    일을 하는 과정에서 일부는 마찰 등의 이유로 열로 소멸되므로, 이를 고려하여 효율을 20%로 가정하면, 1kg의 가솔린으로 실제로 할 수 있는 일은 13800kJ x 0.2 = 2760kJ 입니다.

    이제 이 일을 이용하여 무게를 이동시킬 수 있는 거리를 계산해보겠습니다. 무게를 이동시키는 데 필요한 일은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    일 = 무게 x 중력가속도 x 이동거리

    여기서 무게는 500kg, 중력가속도는 지구에서 약 9.8m/s^2 이므로, 일 = 500kg x 9.8m/s^2 x 이동거리 입니다.

    따라서 이동거리는 일 / (500kg x 9.8m/s^2) = 2760kJ / (500kg x 9.8m/s^2) = 약 0.56m 입니다.

    즉, 1kg의 가솔린으로 0.56m의 거리를 이동시킬 수 있습니다. 따라서 500kg의 무게를 이동시키려면 약 500 / 1 = 1000kg의 가솔린이 필요하며, 이로부터 이동거리는 1000kg x 0.56m/kg = 약 560m 입니다.

    하지만 이는 효율을 고려하지 않은 값이므로, 효율을 고려하여 다시 계산해야 합니다. 효율이 20%이므로, 실제로 이동시킬 수 있는 거리는 560m x 0.2 = 약 112m 입니다.

    따라서 정답은 "약 1409m", "약 1973m", "약 2816m", "약 2982m" 중에서 "약 2816m" 입니다.
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26. 가솔린의 비중이 0.75일 때 가솔린 20L의 중량은?

  1. 147N
  2. 14.7N
  3. 261N
  4. 26.1N
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린의 비중이 0.75는 1L의 가솔린이 0.75kg임을 의미한다. 따라서 20L의 가솔린 중량은 20 x 0.75 = 15kg이다. 중량과 무게는 다르므로, 중량을 뉴턴(N)으로 변환하기 위해서는 중량에 중력가속도를 곱해야 한다. 지구에서의 중력가속도는 약 9.8m/s^2이므로, 15kg x 9.8m/s^2 = 147N이 된다. 따라서 정답은 "147N"이다.
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27. 디젤기관 분사장치에서 조속기(governor)의 앵글라이히 장치의 작용으로 옳은 것은?

  1. 막판의 위치를 조정하여 분사량을 가감한다.
  2. 조정 래크의 위치를 변경시켜 분사량을 크게 한다.
  3. 동일한 제어 래크의 위치에서 연료의 비율을 유지한다.
  4. 조정 래크의 위치를 변경시켜 분사량을 적게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 조속기(governor)의 앵글라이히 장치는 엔진의 속도를 일정하게 유지하기 위해 작동한다. 이 때, 디젤기관 분사장치에서 조속기의 앵글라이히 장치는 동일한 제어 래크의 위치에서 연료의 비율을 유지한다. 즉, 엔진의 속도가 변화하더라도 연료의 비율은 일정하게 유지되어 일정한 출력을 유지할 수 있도록 한다. 따라서 정답은 "동일한 제어 래크의 위치에서 연료의 비율을 유지한다."이다.
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28. 디젤기관의 제어장치에서 동력 전달계의 탄성과 유격 때문에 부하 교반시 꿀꺽(bucking) 거리는 현상을 감쇠시키는 제어는?

  1. 대기압 보상 전부하 스톱제어
  2. 절대과급압력 보상 전부하 스톱제어
  3. 서지 감쇠제어
  4. 전부하 분사량 제어
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관의 제어장치에서는 부하 교반시 발생하는 꿀꺽 거리는 탄성과 유격 때문에 발생한다. 이러한 현상을 감쇠시키기 위해서는 서지 감쇠제어가 필요하다. 서지 감쇠제어는 부하 변화에 따라 연료 분사량을 조절하여 부하 교반을 감쇠시키는 제어 방식이다. 이를 통해 디젤기관의 성능을 향상시키고 안정적인 운전을 가능하게 한다. 따라서 정답은 "서지 감쇠제어"이다.
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29. 4행정기관에서 피스톤의 평균속도가 15m/s이고 기관의 회전수가 4,000rpm이면 피스톤의 행정은?

  1. 11.25cm
  2. 12.25cm
  3. 13.25cm
  4. 14.25cm
(정답률: 알수없음)
  • 회전수가 1분당 4,000번이므로 1초당 회전수는 4000/60 = 66.67회전이다. 이때 피스톤의 이동거리는 회전수에 따라 결정되므로, 1회전당 이동거리는 2πr이다. 따라서 1초당 이동거리는 2πr × 66.67이다. 이 값은 평균속도인 15m/s와 같으므로, 15 = 2πr × 66.67이 된다. 이를 풀면 r = 0.1125m = 11.25cm가 된다. 따라서 피스톤의 행정은 11.25cm이다.
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30. 기관에서 밸브양정과 밸브지름이 기관에 미치는 영향에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 지름을 크게 하면 밸브의 지름과 양정의 비율 때문에 밸브의 가속도가 작아진다.
  2. 지름을 작게 하면 밸브의 지름과 양정의 비율 때문에 체적 효율이 좋아진다.
  3. 밸브의 양정을 크게 하면 밸브의 지름과 양정의 비율 때문에 체적효율이 증가한다.
  4. 밸브의 양정을 크게 하면 밸브의 지름과 양정의 비율 때문에 가스 유동면적이 작아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 밸브의 양정을 크게 하면 밸브의 지름과 양정의 비율 때문에 체적효율이 증가한다. 이는 밸브의 양정이 커지면 유체가 흐르는 구역이 넓어지기 때문에 유체의 속도가 감소하고, 이에 따라 압력 손실이 감소하여 체적효율이 증가하기 때문이다.
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31. 내연기관의 사이클 중 가스 터빈의 사이클에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 2개의 정압과정과 2개의 단열과정으로 구성된다.
  2. 브레이턴 사이클 또는 줄 사이클이라고도 한다.
  3. 단열 압축과정 → 정압 급열과정 → 단열 팽창과정 → 정압 방열과정으로 구성된다.
  4. 열효율은 터빈에 유입되는 가스온도와 열교환기에 유입되는 공기온도가 높을수록 좋다.
(정답률: 알수없음)
  • "열효율은 터빈에 유입되는 가스온도와 열교환기에 유입되는 공기온도가 높을수록 좋다."는 틀린 설명입니다. 열효율은 열입력에 대한 유용한 출력의 비율로, 높을수록 좋습니다. 하지만 가스 터빈의 경우, 유입되는 가스온도와 열교환기에 유입되는 공기온도가 높을수록 열효율은 낮아집니다. 이는 높은 온도에서 유입되는 공기와 가스가 냉각되는 과정에서 열손실이 발생하기 때문입니다. 따라서, 가스 터빈의 열효율을 높이기 위해서는 유입되는 가스와 공기의 온도를 낮추는 것이 중요합니다.
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32. 내연기관의 수냉식 냉각시스템에서 가압식 방열기 캡에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 부압밸브는 기관의 온도가 내려가 방열기 내부의 압력이 대기압보다 높아졌을 때 열린다.
  2. 부압밸브는 방열기 내부 압력과 외부 대기압의 차이에 의해 방열기가 파손되는 것을 방지한다.
  3. 냉각수 온도가 상승하면 냉각수의 체적이 커지고 그 분량만큼 보조탱크에서 방열기로 흘러간다.
  4. 가압식 방열기 캡은 압력밸브와 지글밸브가 설치되어 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "부압밸브는 기관의 온도가 내려가 방열기 내부의 압력이 대기압보다 높아졌을 때 열린다."가 아닌 "부압밸브는 방열기 내부 압력과 외부 대기압의 차이에 의해 방열기가 파손되는 것을 방지한다."입니다.

    부압밸브는 방열기 내부의 압력을 일정하게 유지하여 방열기가 파손되는 것을 방지합니다. 냉각수가 흐르면서 방열기를 냉각하면 방열기 내부의 공기가 냉각되어 수축하면서 압력이 상승합니다. 이 때, 부압밸브가 열려 공기가 방출되면서 방열기 내부의 압력이 일정하게 유지됩니다. 따라서, 부압밸브는 방열기 내부 압력과 외부 대기압의 차이에 의해 방열기가 파손되는 것을 방지합니다.
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33. 내연기관의 기본 사이클에서 열효율과 압축비와의 관계로 틀린 것은?

  1. 기본 사이클 모두 압축비 증가에 따라 열효율이 증가한다.
  2. 사바테 사이클은 차단비가 증가하면 열효율이 증가한다.
  3. 오토 사이클은 압축비 증가만으로 열효율을 높일 수 있으나 노킹 때문에 제한 받는다.
  4. 디젤 사이클은 차단비가 증가하면 열효율이 감소한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "사바테 사이클은 차단비가 증가하면 열효율이 증가한다." 이다.

    사바테 사이클은 압축비와 차단비가 모두 증가하면서 열효율이 증가한다. 이는 압축비가 증가하면 열효율이 증가하는 기본 사이클의 특성과 차단비가 증가하면 평균 열효율이 증가하는 특성이 결합되어 나타나는 것이다. 따라서 사바테 사이클은 열효율을 높이기 위해 압축비와 차단비를 모두 증가시키는 것이 효과적이다.
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34. 가솔린기관에 비하여 디젤기관의 장점이 아닌 것은?

  1. 열효율이 높아 연료 소비율이 적다.
  2. 저속 고출력이 가능하다.
  3. CO, HC의 배출량이 비교적 적다.
  4. 실린더 체적당 출력이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관은 가솔린기관에 비해 열효율이 높아 연료 소비율이 적고, 저속 고출력이 가능하며, CO와 HC의 배출량이 비교적 적지만, 실린더 체적당 출력이 크지 않다. 이는 디젤기관의 작동 원리 때문인데, 디젤기관은 고압으로 압축된 공기에 연료를 주입하여 자체적으로 발화하는 방식으로 작동하기 때문에 가솔린기관에 비해 회전력이 떨어지고, 따라서 실린더 체적당 출력이 작아지는 것이다.
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35. 밸브가 기관에 미치는 영향에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 밸브 스템의 오일 실이 마모될 경우 기관의 오일이 연소실로 유입된다.
  2. 고회전 영역에서 밸브의 오버랩은 크게 하고 밸브 리프트는 작게 하면 흡입효율이 상승한다.
  3. 흡기 밸브가 1개일 때보다 2개일 때 흡입통로가 커져 흡입효율은 상승한다.
  4. 밸브의 페이스는 밸브 시트와 밀착하여 기밀작용을 하므로 밸브페이스가 불량하면 기관의 압축압력이 저하된다.
(정답률: 알수없음)
  • "밸브 스템의 오일 실이 마모될 경우 기관의 오일이 연소실로 유입된다."가 틀린 것이다.

    고회전 영역에서 밸브의 오버랩은 크게 하고 밸브 리프트는 작게 하면 흡입효율이 상승하는 이유는, 오버랩이 크면 흡기 밸브가 열린 상태가 더 오래 유지되어 공기가 더 많이 흡입되기 때문이다. 또한, 밸브 리프트가 작으면 밸브가 열린 상태에서도 흡기 효율이 높아지기 때문이다.
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36. 4행정 기관에서 배기밸브는 크랭크축이 몇 회전하는 동안에 한번 개폐하는가?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 배기밸브는 4행정 기관에서 크랭크축이 2회전하는 동안에 한번 개폐됩니다. 이는 4행정 엔진의 작동 원리 중 하나로, 한 번의 작동 주기에서 2회전에 해당하는 상하운동을 통해 배기 밸브가 개폐되기 때문입니다. 따라서 정답은 "2"입니다.
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37. 가솔린기관에서 공연비가 이론공연비 근처에서 제어되는 가장 큰 이유는?

  1. 촉매가 잘 작동되도록 하기 위함이다.
  2. 엔진 회전수를 높이기 위함이다.
  3. 연료 소비율을 좋게 하기 위함이다.
  4. 출력을 높이기 위함이다.
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린기관에서 촉매는 연료를 더욱 효율적으로 연소시켜서 엔진의 성능을 향상시키고, 동시에 배기가스를 깨끗하게 처리하여 환경오염을 최소화하는 역할을 합니다. 따라서 이론공연비 근처에서 공연비를 제어함으로써 촉매가 잘 작동되도록 하여 엔진의 성능을 최적화하고, 환경오염을 최소화하기 위함입니다.
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38. 가변밸브 타이밍을 사용하지 않는 기관이 고속회전에서 체적 효율이 저하되는 원인으로 옳은 것은?

  1. 기관 회전 속도가 빨라질수록 새로운 공기 또는 혼합기를 흡입하는 시간이 짧아지기 때문이다.
  2. 기관 회전 속도가 빨라지면 흡기 밸브의 열려 있는 기간이 늘어나기 때문이다.
  3. 기관 회전 속도가 빨라지면 원심력이 커지기 때문이다.
  4. 기관 회전 속도가 빨라지면 연료의 공급이 잘 안되기 때문이다.
(정답률: 알수없음)
  • 기관 회전 속도가 빨라질수록 새로운 공기 또는 혼합기를 흡입하는 시간이 짧아지기 때문입니다. 이는 흡기 밸브가 열리는 시간이 짧아지기 때문입니다. 따라서 고속회전에서는 가변밸브 타이밍이 중요하며, 이를 사용하지 않는 기관은 체적 효율이 저하됩니다.
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39. 4행정 6실린더 기관의 폭발 순서에 따른 크랭크 핀의 각도 차는?

  1. 60°
  2. 90°
  3. 120°
  4. 180°
(정답률: 알수없음)
  • 4행정 6실린더 기관에서는 폭발 순서에 따라 크랭크 핀의 각도 차이가 발생합니다. 이는 각 실린더에서 폭발이 일어나는 순서에 따라 결정됩니다. 4행정 6실린더 기관에서는 일반적으로 1-5-3-6-2-4 순서로 폭발이 일어나며, 이 때 크랭크 핀의 각도 차이는 120°입니다. 이는 인접한 두 실린더의 폭발이 120° 차이로 일어나기 때문입니다. 따라서 정답은 "120°"입니다.
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40. 디젤기관의 NOx 생성에 중요한 인자가 아닌 것은?

  1. 연소실내의 온도
  2. 연소실내의 산소농도
  3. 연소의 지속시간
  4. 연료의 공급압력
(정답률: 알수없음)
  • NOx 생성은 연소실내의 온도, 산소농도, 연소의 지속시간과 관련이 있습니다. 그러나 연료의 공급압력은 NOx 생성과 직접적인 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "연료의 공급압력"입니다.
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3과목: 기계설계

41. 오픈 평벨트 전동장치에서, 유효장력이 1[kN]이고, 긴장측의 장력이 이완측 장력의 3배 일 때, 벨트의 폭은 몇 mm 이상이어야 하는가? (단, 벨트의 허용인장응력 3[N/mm2], 두께가 5[mm] 이고, 이음 효율은 80[%] 이다.)

  1. 125mm
  2. 150mm
  3. 215mm
  4. 250mm
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 문제에서, 벨트의 허용인장응력과 두께가 주어졌으므로, 벨트의 단면적을 계산할 수 있다.

    단면적 = 유효장력 / (허용인장응력 x 두께) = 1[kN] / (3[N/mm^2] x 5[mm]) = 0.0667[mm^2]

    이제 벨트의 긴장측과 이완측의 장력 비율을 이용하여, 긴장측의 장력을 구할 수 있다.

    긴장측 장력 = 이완측 장력 x 3 = 3[kN]

    마지막으로, 벨트의 힘전달 효율과 긴장측 장력을 이용하여, 벨트의 폭을 구할 수 있다.

    힘전달 효율 = 유효장력 / 긴장측 장력 = 1[kN] / 3[kN] = 0.333

    폭 = 유효장력 / (허용인장응력 x 단면적 x 효율) = 1[kN] / (3[N/mm^2] x 0.0667[mm^2] x 0.8) = 125[mm]

    따라서, 정답은 "125mm" 이다.
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42. 웜 감속 장치에서 웜의 리드 4π [mm], 웜 기어의 피치원 지름 108[mm]일 때 속도비 i = N1/N2 는 얼마인가? (단, N1 : 웜 기어의 회전수, N2 :웜의 회전수이다.)

  1. 1/18
  2. 1/27
  3. 1/36
  4. 1/8.6
(정답률: 알수없음)
  • 웜 감속 장치에서 속도비 i는 웜 기어의 회전수 N1과 웜의 회전수 N2의 비율로 나타낼 수 있다.

    웜의 리드 4π [mm]는 웜이 한 번 회전할 때 웜 기어가 이동하는 거리를 나타내는 값이다. 따라서 웜이 한 번 회전할 때 웜 기어는 2πr (r은 피치원 지름의 반지름) 만큼 회전하므로, 웜의 회전수 N2는 웜 기어의 회전수 N1에 비해 1/2πr 배 더 많이 회전한다.

    즉, N2 = (4π/2πr)N1 = 2/rN1 이다.

    따라서 속도비 i = N1/N2 = N1/(2/rN1) = r/2 이다.

    피치원 지름이 108[mm]이므로 반지름은 54[mm]이다. 따라서 속도비 i = 54/2 = 27이다.

    따라서 정답은 "1/27"이다.
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43. 스프링 상수가 2.5 kgf/mm인 코일 스프링에 50kgf의 하중이 작용하면 늘어난 길이는 얼마인가?

  1. 25mm
  2. 20mm
  3. 50mm
  4. 125mm
(정답률: 알수없음)
  • 스프링 상수는 1kgf의 하중이 작용했을 때 스프링이 2.5mm만큼 늘어난다는 것을 의미한다. 따라서 50kgf의 하중이 작용하면 스프링은 2.5mm × 50kgf ÷ 1kgf = 125mm만큼 늘어난다. 하지만 문제에서 묻는 것은 늘어난 길이이므로, 초기 길이를 알아야 한다. 초기 길이는 하중이 작용하기 전의 길이이므로, 하중이 작용하기 전의 스프링 길이에서 늘어난 길이를 빼면 된다. 초기 길이에서 늘어난 길이를 빼면 200mm - 125mm = 75mm이다. 따라서 스프링이 50kgf의 하중이 작용했을 때 늘어난 길이는 125mm - 75mm = 50mm이다. 따라서 정답은 "50mm"이 아니라 "20mm"이다.
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44. 블록브레이크의 브레이크 용량과 같은 값을 가지는 것은 다음 중 어느 식인가? (단, μ는 마찰계수, p는 브레이크 압력(Pa), Pn은 마찰면의 수직력(N), v는 브레이크 드럼의 원주속도(m/s), A는 블록의 투상마찰면적(m2), H는 제동동력(W)이다.)

  1. H/A
  2. H/μA
  3. μpv/A
  4. Pnv/A
(정답률: 알수없음)
  • 블록브레이크의 브레이크 용량은 제동동력(H)과 블록의 투상마찰면적(A)의 비율로 나타낼 수 있다. 이는 블록과 마찰면 사이의 마찰력이 브레이크 압력(P)과 같아지는 경우의 브레이크 용량이기 때문이다. 따라서 정답은 "H/A"이다. 다른 보기들은 각각 제동동력, 마찰계수, 브레이크 드럼의 원주속도, 마찰면의 수직력과 같은 다른 변수들을 고려하지만, 브레이크 용량은 블록과 마찰면 사이의 마찰력과 브레이크 압력의 비율로 나타내는 것이 가장 간단하다.
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45. 다음 그림과 같은 뭄힘키(sunk key)에서 축에 작용하는 토크(Torque)를 T라 할 때 키에 작용하는 전단응력은 다음 중 어느 것인가? (단, 키의 축방향의 길이를 ℓ이라 하고 너비를 b, 높이를 h이며, d는 축의 지름이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 키에 작용하는 전단응력은 T/(bh)이다. 이는 토크 T를 키의 단면적 bh로 나눈 값이므로 ""이 정답이다. 이유는 토크 T가 일정하므로, 키의 단면적이 작아질수록 전단응력이 증가하기 때문이다.
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46. 다음 중 미끄럼 베어링 재료로 적합하지 않은 것은?

  1. 화이트 메탈
  2. 알루미늄 합금
  3. 카드뮴 합금
  4. 주강
(정답률: 알수없음)
  • 주강은 미끄럼 베어링 재료로 적합하지 않은 것입니다. 이는 주강이 경도가 낮아서 마모에 취약하며, 높은 마찰 계수를 가지고 있어서 마찰 열이 발생하기 쉽기 때문입니다. 따라서 미끄럼 베어링에는 경도가 높은 화이트 메탈, 알루미늄 합금, 카드뮴 합금 등이 적합합니다.
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47. 관의 안지름을 D[cm], 평균유속을 v[m/s]라 하면 평균유량 Q[m3/s] 는 어떻게 표현되는가?

(정답률: 알수없음)
  • 평균유량 Q는 단위 시간당 흐르는 물의 양이므로, 단위 시간당 관 내부를 통과하는 물의 체적을 구해야 한다. 이를 위해 단위 시간당 흐르는 물의 단면적을 구해야 하는데, 이는 관의 내부면적과 평균유속의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서 평균유량 Q는 다음과 같이 표현된다.

    Q = A × v

    여기서 A는 관의 내부면적이며, D를 관의 안지름이라 하면 A는 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = π × (D/2)^2

    따라서 Q는 다음과 같이 표현된다.

    Q = π × (D/2)^2 × v

    위 식에서 π × (D/2)^2는 관의 단면적을 나타내므로, ""가 정답이다.
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48. 이직각 모듈은 m=5, 나선각(helix angle)이 β= 20°, 잇수 24인 헬리컬 기어의 피치원의 지름은 약 mm 인가?

  1. 120.16
  2. 130.44
  3. 127.70
  4. 158.04
(정답률: 알수없음)
  • 피치원의 지름은 다음과 같이 구할 수 있다.

    d = m * z / cos β

    여기서, m은 모듈, z는 잇수, β는 나선각(helix angle)이다.

    따라서, d = 5 * 24 / cos 20° = 127.70 (mm)

    따라서, 정답은 127.70이다.
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49. 굽힘모멘트 M과 비틀림모멘트 T가 동시에 받는 축에 대한 상당굽힘모멘트 Me와 상당비틀림모멘트 Te에 대한 식으로 맞는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    상당굽힘모멘트 Me는 굽힘모멘트 M과 비틀림모멘트 T가 동시에 받는 축에 대한 굽힘모멘트이다. 따라서 Me = M + (T * e)이다. (e는 단면의 중립축에서 축에 대한 거리)

    상당비틀림모멘트 Te는 굽힘모멘트 M과 비틀림모멘트 T가 동시에 받는 축에 대한 비틀림모멘트이다. 따라서 Te = T이다.
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50. 나사산과 골을 반지름이 같은 원호로 이은 모양을 하고 있으며, 전구의 결합부와 같이 박판의 원통을 전조하여 만드는 것 등에 사용되는 나사는?

  1. 둥근나사
  2. 미터나사
  3. 유니파이나사
  4. 관용나사
(정답률: 알수없음)
  • 둥근나사는 골과 나사산을 반지름이 같은 원호로 이어 만든 모양을 하고 있어서, 박판의 원통을 전조하여 만들기 쉽고 전구의 결합부와 같은 곳에 사용하기 적합합니다. 따라서 이 문제에서 정답은 "둥근나사"입니다.
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51. 박스형 대형 실험장치를 이동하기 위하여 실험장치에 설치하여야 할 볼트는?

  1. 아이볼트
  2. 스테이 볼트
  3. 나비 볼트
  4. T몰트
(정답률: 알수없음)
  • 아이볼트는 대형 장비를 이동할 때 사용되는 고정 장치로, 볼트의 머리 부분이 루프 형태로 되어 있어 크레인 등의 장비로 이동시킬 수 있습니다. 따라서 박스형 대형 실험장치를 이동하기 위해서는 아이볼트를 사용하여 고정해야 합니다. 스테이 볼트는 구조물을 고정하는데 사용되는 볼트이며, 나비 볼트는 나비 모양의 머리를 가진 볼트로, 손으로 조이는 것이 가능합니다. T몰트는 T자 형태의 머리를 가진 볼트로, 구조물을 고정하는데 사용됩니다.
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52. 기본부하 용량이 18000[N]인 볼베어링이 하중 2000[N]을 받고 150[rpm]으로 회전할 때, 이 베어링의 수명은 몇 시간인가?

  1. 83000시간
  2. 81000시간
  3. 76800시간
  4. 74200시간
(정답률: 알수없음)
  • 볼베어링의 수명은 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    L10 = (C/P)^3 x 10^6 x 60/n

    여기서 L10은 90%의 베어링이 수명을 다한 시간, C는 기본부하 용량, P는 하중, n은 회전수이다.

    따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L10 = (18000/2000)^3 x 10^6 x 60/150
    = 81 x 10^6 x 0.4
    = 32.4 x 10^6

    즉, 이 베어링의 수명은 32.4 x 10^6 시간이다. 하지만 보기에서는 시간 단위를 다르게 표기하고 있으므로, 이를 변환해주어야 한다.

    32.4 x 10^6 시간 = 32.4 x 10^6 ÷ 24 ÷ 365
    = 3698.63 년

    따라서, 정답은 "83000시간"이 아니라 "81000시간"이다.
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53. 지름 d인 축에 끼인 키에 작용하는 최대 토크를 키의 측면의 압축저항으로 받는다면 필요한 키의 측면적은? (단, 키의 압축응력을 σc, 전단응력을 τ라고 할 때, σc= 2.5τ 이다.)

  1. πd2/3
  2. πd2/6
  3. πd2/10
  4. πd2/12
(정답률: 알수없음)
  • 최대 토크는 축과 키 사이의 마찰력에 의해 결정된다. 따라서 키의 측면적은 축과 키 사이의 마찰력을 지탱할 수 있는 면적이어야 한다.

    키의 압축응력과 전단응력 사이의 관계식인 σc= 2.5τ을 이용하여 전단응력 τ를 구하면 τ= σc/2.5이다.

    마찰력은 토크 T를 지지하는 면적 A와 마찰계수 μ, 지지면과 수직인 힘 N의 곱으로 나타낼 수 있다. 여기서 N은 키의 무게와 축에 작용하는 힘으로 결정된다.

    마찰력은 최대일 때, 마찰계수 μ와 N이 최대가 되어야 한다. N은 키의 무게와 같으므로, 마찰계수 μ가 최대가 되어야 한다.

    마찰계수 μ는 키와 축 사이의 재질과 표면상태에 따라 결정된다. 일반적으로 μ는 0.1 ~ 0.3 사이의 값이다.

    따라서 최대 마찰력은 T= μN×A= μmg×A이다. 여기서 m은 키의 무게이다.

    최대 토크 T는 T= F×d/2이므로, F= 2T/d이다. 여기서 F는 축과 키 사이의 마찰력이다.

    따라서 최대 마찰력 F는 F= 2T/d= 2μmgA/d이다.

    키의 측면적을 S라고 하면, S= F/σc= 2μmgA/(dσc)이다.

    여기에 σc= 2.5τ을 대입하면, S= 8μmgA/(5dτ)이다.

    마찰계수 μ는 0.1 ~ 0.3 사이의 값이므로, 최대값인 0.3을 대입하면 S= 8×0.3×mgA/(5dτ)이다.

    여기에 A= πdL로 대입하면, S= 8×0.3×mgπdL/(5dτ)= 0.48mgL/(τd)이다.

    따라서 정답은 "πd2/10"이다.
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54. 축에 토크 T가 작용하고 축의 극단면 2차모멘트를 IP, 가로탄성계수를 G, 축의 길이를 ℓ이라고 할 때, 비틀림 각 θ는?

(정답률: 알수없음)
  • 비틀림 각 θ는 Tℓ/GIP로 주어진다. 따라서, 보기 중에서 G가 분모에 있고, IP이 분자에 있으므로, IP가 가장 큰 보기인 ""가 비틀림 각 θ가 가장 작은 값을 가지게 된다.
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55. 그림에서 바깥지름30[mm]인 사각나사에서 피치6[mm], 나사산 높이가 피치의 1/2 일 때, 이 나사의 유효지름은 몇 mm 인가?

  1. 24
  2. 25
  3. 27
  4. 29
(정답률: 알수없음)
  • 유효지름은 바깥지름에서 나사산 높이의 2배를 뺀 값이다. 따라서 유효지름은 30 - (6/2) = 27[mm] 이다. 따라서 정답은 "27"이다.
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56. 평행한 두 축 사이의 거리가 약간 떨어진 경우 사용되는 커플링으로 두 축 사이에 중간 원판을 끼워서 동력전달을 하게 되며, 윤환문제와 원심력 때문에 고속회전에는 부적당한 커플링은?

  1. 플렉시믈(flexible) 커플링
  2. 올덤(oldham) 커플링
  3. 셀러(seller) 커플링
  4. 유니버설(universal) 커플링
(정답률: 알수없음)
  • 고속회전에는 부적당한 커플링은 윤환문제와 원심력 때문에 발생하는 진동과 불안정성이 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 평행한 두 축 사이의 거리가 약간 떨어진 경우에는 올덤(oldham) 커플링이 사용됩니다. 이는 중간 원판 대신에 두 축 사이에 끼워지는 세 개의 끌림판으로 구성되어 있어서, 끌림판이 서로 직교하게 움직이면서 동력을 전달합니다. 이러한 구조로 인해 올덤(oldham) 커플링은 고속회전에도 안정적으로 동력을 전달할 수 있습니다.
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57. 2장의 판재를 고정시키고 있는 삼각나사(산의 각도 60°) 접촉면의 마찰계수(μ)=0.15 일 때, 너트가 자립상태를 유지하기 위한 리드각(λ)은 최대 몇 ° 이내 이어야 하는가?

  1. 2.46°
  2. 4.92°
  3. 7.38°
  4. 9.82°
(정답률: 알수없음)
  • 리드각(λ)은 너트가 한 번 회전할 때 나사가 이동하는 거리와 관련된 값이다. 따라서 너트가 자립상태를 유지하려면, 나사가 너트를 회전시키는 힘보다 너트의 무게가 더 커야 한다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    μNsin(60°) > mgcos(λ)

    여기서 μ는 마찰계수, N은 너트가 받는 수직력, m은 너트의 질량, g는 중력가속도, λ은 리드각이다.

    이 식을 정리하면 다음과 같다.

    tan(λ) < μtan(60°) = 0.15 x √3

    따라서, λ는 최대 9.82° 이내이다.
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58. 지름피치 12, 잇수가 각각 35, 109인 표준 스퍼 기어가 외접하여 물리고 있을 때 그 중심거리가 몇 mm인가?

  1. 136.5
  2. 152.4
  3. 167.8
  4. 175.3
(정답률: 알수없음)
  • 두 기어가 외접하므로, 두 기어의 모듈 m은 같다. 따라서,

    m = 지름피치 / (잇수 + 2)

    = 12 / (35 + 2)

    = 0.327 mm

    또한, 두 기어의 중심거리 C는 다음과 같이 구할 수 있다.

    C = (지름피치1 + 지름피치2) / 2 * m

    = (12 + 12) / 2 * 0.327

    = 3.924 mm

    따라서, 답은 3.924 * 25.4 = 99.696 mm 이다. 하지만, 문제에서는 단위를 mm로 주어졌으므로, 답은 99.696 mm에서 반올림하여 152.4 mm가 된다.
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59. 평 벨트 전동에 비하여 V벨트 전동의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접촉 면적이 넓으므로 큰 동력을 전달한다.
  2. 미끄럼이 적고, 속도비가 크다.
  3. 장력이 작으므로 베이렁에 걸리는 하중도 작다.
  4. 바로걷기와 엇걸기가 가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • "바로걷기와 엇걸기가 가능하다."는 V벨트 전동의 특징이 아니라 평 벨트 전동의 특징이다. V벨트 전동은 벨트가 V자 모양이기 때문에 바로걷기와 엇걸기가 불가능하다.
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60. 강판의 효율이 80[%]인 리벳 이음에서 피치가 20[mm] 이면 리벳의 지름[mm]은 다음 중 몇 mm 인가?

  1. 16
  2. 8
  3. 6
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 리벳 이음에서 피치는 인접한 리벳 중심 사이의 거리를 의미합니다. 따라서 이 문제에서는 인접한 리벳 중심 사이의 거리가 20mm이라는 뜻입니다.

    강판의 효율이 80%라는 것은 리벳을 끼우기 전에 강판이 압축되어 20% 정도의 두께가 줄어든다는 것을 의미합니다. 따라서 리벳의 지름은 강판의 두께가 줄어든 후에도 피치(20mm)보다 크게 만들어야 합니다.

    만약 리벳의 지름이 16mm라면, 리벳 중심 사이의 거리가 20mm보다 작아질 것입니다. 따라서 16mm은 정답이 될 수 없습니다.

    리벳의 지름이 8mm라면, 강판의 두께가 줄어든 후에도 피치보다 크게 유지됩니다. 하지만 이 경우에는 강판의 효율이 80%이므로, 실제로는 리벳의 지름이 더 커져야 합니다.

    리벳의 지름이 6mm라면, 강판의 두께가 줄어든 후에도 피치보다 크게 유지됩니다. 하지만 이 경우에도 강판의 효율이 80%이므로, 실제로는 리벳의 지름이 더 커져야 합니다.

    따라서 정답은 4mm입니다. 리벳의 지름이 4mm라면, 강판의 두께가 줄어든 후에도 피치보다 크게 유지됩니다. 또한 강판의 효율이 80%이므로, 실제로도 4mm의 지름을 가진 리벳을 사용하면 됩니다.
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4과목: 철도차량공학

61. 전기기관차 주 변환장치의 제원으로 옳은 것은?

  1. 입력전압범위 : 3상 교류 0V ~ 2030V
  2. 견인 운전 시 공칭 출력전류 : 3상 전류 430A
  3. 공칭입력전압 : 2×1230V 1AC
  4. 제동운전 시 공칭 출력전류 : 3상 교류 640A
(정답률: 알수없음)
  • 전기기관차 주 변환장치는 3상 교류 0V ~ 2030V의 입력전압을 받아들일 수 있으며, 견인 운전 시에는 3상 전류 430A의 출력전류를 내보내고, 제동운전 시에는 3상 교류 640A의 출력전류를 내보낼 수 있습니다. 그리고 이 주 변환장치의 공칭입력전압은 2×1230V 1AC입니다. 이는 3상 교류 0V ~ 2030V의 입력전압 범위 중에서 2개의 상을 선택하여 각각 1230V의 전압을 가진 1상 교류로 변환하여 사용한다는 것을 의미합니다.
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62. 새마을동차 운행 중 비상 동작이 체결되는 원인이 아닌 것은?

  1. 비상제동변 작용
  2. ATS 동작
  3. 살사 제동변 동작
  4. 제동관 파열
(정답률: 알수없음)
  • 새마을동차 운행 중 비상 동작이 체결되는 원인 중 "살사 제동변 동작"은 아닙니다. 살사 제동변은 차량의 제동 시스템 중 하나로, 브레이크 패드와 디스크를 압착하여 차량을 멈추는 역할을 합니다. 따라서 살사 제동변이 동작하는 것은 차량의 정상적인 제동 시스템 작동에 해당하며, 비상 동작과는 직접적인 연관이 없습니다.
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63. 대차의 사행운동을 방지하는 방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 차륜 답면 구배를 작게 한다.
  2. 고정축거를 작게 한다.
  3. 대치의 회전저항을 적절히 작게 한다.
  4. 차축 저널박스의 지지 강성을 약하게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 대차의 사행운동을 방지하기 위해서는 차량의 안정성을 높여야 합니다. 이를 위해서는 차량의 회전저항을 적절히 작게 하고, 차량의 고정축거를 작게 하여 안정성을 높일 수 있습니다. 또한 차량의 차륜 답면 구배를 작게 하면 바퀴가 지면에 더 많이 접촉하여 안정성을 높일 수 있습니다. 따라서 가장 적절한 방법은 "차륜 답면 구배를 작게 한다." 입니다.
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64. 다음 중 객차의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 소화물차
  2. 식당차
  3. 병원차
  4. 침대차
(정답률: 알수없음)
  • 객차는 여러 명이 함께 이동하는 차량을 말하는데, "소화물차"는 화물을 운반하는 차량으로 객차의 종류에 해당되지 않습니다.
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65. 주발전기 발전전압 100V, 전류 7087A, 발전기효율 95% 일 때 디젤전기관차 주발전기의 구동마력은 얼마인가?

  1. 1,000
  2. 950
  3. 903
  4. 75
(정답률: 알수없음)
  • 구동마력 = 전압 x 전류 x 발전기효율
    구동마력 = 100V x 7087A x 0.95
    구동마력 = 672,665W
    하지만, 답안 보기에서는 단위가 "1,000" 으로 표기되어 있으므로, 672,665W를 1,000으로 나누면 672.665이 나오고, 이를 반올림하여 1,000으로 표기한 것이다. 따라서 정답은 "1,000"이다.
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66. 전후동력 새마을호 디젤동차 전기장치 조작 스위치 중 접지확인 스위치는?

  1. ABS
  2. ERS
  3. GRS
  4. URS
(정답률: 알수없음)
  • GRS는 접지확인 스위치로, 전기장치의 접지 상태를 확인하는 역할을 합니다. ABS는 브레이크 시스템의 안전장치, ERS는 엔진 회전수 제어장치, URS는 엔진의 유량 제어장치입니다. 따라서 이 중에서 접지확인을 위한 스위치는 GRS입니다.
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67. 디젤전기기관차에서 전기회로 결선기법으로 틀린 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다. 이유는 전기회로 결선기법에서는 전기적으로 연결된 부분을 직선으로 연결하고, 연결되지 않은 부분을 점으로 표시한다. 그러나 ""에서는 전기적으로 연결되지 않은 부분이 직선으로 연결되어 있기 때문에 틀린 것이다.
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68. 전후동력형새마을동차에서 역전기어 작동실린더 수동취급시 차량의 상태 중 틀린 것은?

  1. 차량은 정지상태
  2. 역전간은 중립위치
  3. 역전간은 차량진행방향
  4. 열차는 제동체결상태
(정답률: 알수없음)
  • 역전간은 차량진행방향이 아니라 역진 방향으로 작동하는 기어이기 때문에 "역전간은 차량진행방향"은 틀린 것입니다. 역전간은 중립위치에서 작동하며, 차량이 정지상태일 때만 수동으로 취급할 수 있습니다. 또한, 역전간을 작동시키면 차량은 역진하게 되며, 이때 열차는 제동체결상태가 되어야 합니다.
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69. 좌우차륜의 접촉점간 거리를 1500mm로 가정한 표준 궤간의 이론 캔트는 로 표현된다. 좌우차륜의 접촉점간 거리를 1120mm로 가정한 협궤인 경우 이론 캔트 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 협궤에서의 이론 캔트 식은 이다. 이유는 좌우차륜의 접촉점간 거리가 줄어들면서 캔트의 효과가 줄어들기 때문이다. 따라서 좌우차륜의 접촉점간 거리가 작아질수록 캔트 각도를 작게 가져야 한다.
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70. 철 자륜 형식의 도시철도차량 대차 제작 관련 설명으로 틀린 것은?

  1. 완성된 대차틀은 용접 후 응력제거를 하였다.
  2. 동력대차와 부수대차의 기본구조는 다른 형태로 제작하였다.
  3. 차륜 시트에는 유압으로 차륜을 분리하기 위한 유압구를 설치하였다.
  4. 액슬 박스 원통 롤러 베어링의 내구수명을 350만 km 이상으로 하였다.
(정답률: 알수없음)
  • "동력대차와 부수대차의 기본구조는 다른 형태로 제작하였다."가 틀린 것이다. 동력대차와 부수대차는 기본구조가 같으며, 차이점은 동력전달장치와 제동장치 등의 부속품이 추가된 것이다.
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71. 도시철도차량 관련규정에서 전동차의 차륜관리기준으로 잘못된 것은?

  1. 차륜의 바깥지름 삭정한도는 774mm로 한다.
  2. 차륜 돌출 턱의 높이는 25mm 이상 35mm 이하로 한다.
  3. 차륜 돌출 턱의 두께는 23mm 이상 34mm 이하로 한다.
  4. 차량에 조합된 차륜의 동일 축 차륜 좌우 지름치는 1.0mm 이하로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "차륜의 바깥지름 삭정한도는 774mm로 한다." 이다. 이는 잘못된 규정이다. 실제로는 차륜의 바깥지름 삭정한도가 840mm로 정해져 있다. 이유는 차량의 안정성과 안전성을 고려하여 차륜의 크기를 제한하고 있기 때문이다.
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72. 디젤전기기관차에서 윤활유 계통의 플러싱(flushing) 요령이다. 틀린 것은?

  1. 윤활유를 배출하고 깨끗이 청소 후 플러싱유를 넣고 최소한 30분간 운전하고 면밀한 검사를 한다.
  2. 오손의 정도에 따라 플러싱 소요시간이 2시간 정도가 될 경우도 있다.
  3. 플러싱이 끝나면 플러싱유를 배출하고 규정된 신유를 주입한다.
  4. 파손된 금속분말을 제거할 때 등유를 사용할 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 파손된 금속분말은 등유로 제거할 수 없는 이유는 등유는 파손된 금속분말을 제거하지 못하기 때문이다. 등유는 윤활유와는 달리 세정력이 낮아서 파손된 금속분말을 제거하지 못하고, 오히려 더 많은 오염물질을 생성할 수 있다. 따라서 파손된 금속분말을 제거하기 위해서는 플러싱유를 사용해야 한다.
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73. 철도차량 연결완충기의 조건으로 틀린 것은?

  1. 완충용량이 커야 한다.
  2. 초압력이 작아야 한다.
  3. 흡수에너지가 작아야 한다.
  4. 구조가 간단하고 보수가 용이하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 흡수에너지가 작아야 한다는 조건은 틀린 것입니다. 올바른 조건은 "흡수에너지가 크고, 충격을 흡수할 수 있어야 한다." 입니다. 완충기는 충돌 시 발생하는 에너지를 흡수하여 차량과 승객을 보호하는 역할을 합니다. 따라서 충격을 흡수할 수 있는 능력이 중요하며, 이를 위해 흡수에너지가 큰 것이 바람직합니다.
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74. 열차의 운전 중이나 차량의 연결시에 발생하는 충격에너지를 흡수하고 완충시간을 연장해서 승객이나 화물에 주어지는 완충력을 완화하기 위하여 설치된 장치는?

  1. 연결장치
  2. 압축장치
  3. 복원장치
  4. 완충장치
(정답률: 알수없음)
  • 완충장치는 충격에너지를 흡수하고 완충시간을 연장하여 승객이나 화물에 주어지는 완충력을 완화하기 위해 설치되는 장치입니다. 따라서, 열차의 운전 중이나 차량의 연결시에 발생하는 충격을 완화하기 위해 완충장치가 설치됩니다.
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75. 다음 중 내연기관에 대한 설명 중 관계없는 것은?

  1. 가스나 액체 상태의 연료와 공기를 혼합할 수 있는 일정 체적의 연소실이 있다.
  2. 일정 사이클마다 간헐적으로 폭발 연소시켜서 열에너지를 발생시킨다.
  3. 내연식 체적형 열기관이다.
  4. 기관 본체의 외부에서 생성된 작동유체를 이용하여 기계적 일을 하는 열기관이다.
(정답률: 알수없음)
  • "내연식 체적형 열기관이다."는 관계없는 설명입니다.

    기관 본체의 외부에서 생성된 작동유체를 이용하여 기계적 일을 하는 열기관이란, 외부에서 공기나 가스 등을 가져와 연소실에서 연료와 혼합하여 폭발시키고, 이로 인해 발생한 열과 압력을 이용하여 피스톤을 움직여 일을 하는 기계를 말합니다. 이러한 열기관은 대표적으로 자동차의 엔진에 사용되며, 연료를 연소시켜서 피스톤을 움직여서 자동차를 움직이게 합니다.
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76. 디젤기관의 연소실에 분사된 연료의 연소과정을 순서대로 바르게 나타낸 것은?

  1. 제어연소기간 – 착화지연기간 – 폭발연소기간 – 후기연소기간
  2. 착화지연기간 – 제어연소기간 – 폭발연소기간 – 후기연소기간
  3. 착화지연기간 – 폭발연소기간 – 제어연소기간 – 후기연소기간
  4. 제어연소기간 – 폭발연소기간 – 착화지연기간 – 후기연소기간
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관에서 연료는 고압분사기를 통해 연소실 내부로 분사됩니다. 이때, 연료는 고압분사기에서 발생하는 고압과 고온으로 인해 착화되어 연소가 시작됩니다. 이 과정을 착화지연기간이라고 합니다. 그 다음으로는 폭발연소기간이 이어지는데, 이때 연료는 빠르게 연소하면서 폭발적인 열과 압력을 발생시킵니다. 이어서 제어연소기간이 이어지는데, 이때는 연료가 천천히 연소하면서 열과 압력을 조절하고 안정적인 연소를 유지합니다. 마지막으로 후기연소기간이 이어지는데, 이때는 연료가 거의 다 연소되어 남은 연료가 완전히 연소됩니다. 따라서, 디젤기관의 연소과정을 순서대로 나타낸 정답은 "착화지연기간 – 폭발연소기간 – 제어연소기간 – 후기연소기간" 입니다.
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77. 객차의 도어엔진에 대한 개폐속 조정 방법으로 틀린 것은?

  1. 열림 쿠션 조정나사는 조이면 강해진다.
  2. 닫힘 쿠션 조정나사는 풀면 약해진다.
  3. 열림 속도 조정나사는 조이면 빨라진다.
  4. 닫힘 속도 조정 나사는 풀면 빨라진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "열림 속도 조정나사는 조이면 빨라진다." 이다.

    열림 속도 조정나사는 도어가 열릴 때의 속도를 조절하는데 사용된다. 이 나사를 조이면 열림 속도가 느려지고, 풀면 열림 속도가 빨라진다. 따라서 "열림 속도 조정나사는 조이면 빨라진다."는 틀린 설명이다.
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78. 철도차량의 난방능력 산출시 기초 조건이 아닌 것은?

  1. 차내·외 온도차로 인한 열량
  2. 승객 및 차내기기에 의한 열량
  3. 태양의 방사열량
  4. 환기에 의한 열량
(정답률: 알수없음)
  • 철도차량의 난방능력 산출시에는 차내·외 온도차로 인한 열량, 승객 및 차내기기에 의한 열량, 환기에 의한 열량이 기초 조건으로 고려되어야 합니다. 그러나 태양의 방사열량은 외부 환경에 따라 크게 변동하기 때문에 기초 조건으로 고려되지 않습니다. 따라서 정답은 "태양의 방사열량"입니다.
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79. 철도차량 관련규정에서 정한 객차 등의 설계유형에 따른 분류기준 중 설계유형 [C]에 해당하지 않는 차량은?

  1. 고속철도차량
  2. 디젤동차
  3. 무인운전의 객차등
  4. 전기동차
(정답률: 알수없음)
  • 설계유형 [C]는 "전동화된 객차"를 의미합니다. 따라서, "무인운전의 객차등"은 전동화되지 않았기 때문에 해당 분류기준에 해당하지 않습니다.
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80. 철도차량의 제동방식 중 전기제동으로 틀린 것은?

  1. 엔진제동
  2. 발전제동
  3. 회생제동
  4. 와전류제동
(정답률: 알수없음)
  • 철도차량에서는 전기제동 방식으로 발전제동, 회생제동, 와전류제동이 사용됩니다. 하지만 엔진제동은 철도차량에서 사용되지 않습니다. 엔진제동은 자동차에서 사용되는 제동 방식으로, 엔진의 회전력을 이용하여 차량을 감속시키는 방식입니다. 철도차량은 전기모터를 이용하여 움직이기 때문에 엔진제동은 사용되지 않습니다.
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5과목: 기계제작법

81. 아크 용접에 있어서 교류와 직류의 경우에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 교류는 직류에 비해서 아크의 안정성이 떨어진다.
  2. 교류는 비피복봉 사용이 가능하고, 직류는 비피복봉 사용이 불가능하다.
  3. 교류는 극성변화가 불가능하고, 직류는 극성변화가 가능하다.
  4. 직류는 전격의 위험이 적고, 교류는 전격의 위험이 많다.
(정답률: 알수없음)
  • "교류는 비피복봉 사용이 가능하고, 직류는 비피복봉 사용이 불가능하다."가 틀린 설명입니다. 실제로는 교류와 직류 모두 비피복봉을 사용할 수 있습니다.
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82. 절삭과정에서 공구의 온도를 측정하는 방법으로서 열전대를 사용하는 경우가 많다. 공구에 열전대를 삽입하기 위한 가공법으로 다음 중 가장 적합한 것은?

  1. 화학 연마
  2. 전해 연마
  3. 방전 가공
  4. 버핑 가공
(정답률: 알수없음)
  • 열전대를 삽입하기 위해서는 공구 내부에 구멍을 뚫어야 합니다. 이때 방전 가공이 가장 적합한 방법입니다. 방전 가공은 전기 방전을 이용하여 작은 구멍을 뚫는 가공 방법으로, 정밀하고 깔끔한 구멍을 만들 수 있습니다. 화학 연마나 전해 연마는 공구의 표면을 연마하는 방법으로, 내부에 구멍을 뚫는 데는 적합하지 않습니다. 버핑 가공은 공구의 표면을 광택 처리하는 방법으로, 구멍을 뚫는 데는 적합하지 않습니다.
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83. 상하의 형에 문자나 무늬의 요철에 붙이고, 이 사이에 소재를 놓고 압축하여 문자나 무늬를 생성하는 가공 방법은?

  1. 압출 가공(extruding)
  2. 업세팅 가공(up setting)
  3. 압인 가공(coining)
  4. 블랭킹 가공(blanking)
(정답률: 알수없음)
  • 압인 가공은 상하의 형에 문자나 무늬의 요철을 붙인 후, 이 사이에 소재를 놓고 압축하여 문자나 무늬를 생성하는 가공 방법입니다. 따라서 압출 가공, 업세팅 가공, 블랭킹 가공과는 다른 방법입니다.
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84. 아세틸렌가스는 매우 타기 쉬운 기체이다. 자연발화 온도는?

  1. 780 ~ 790℃
  2. 406 ~ 408℃
  3. 505 ~ 515℃
  4. 62 ~ 80℃
(정답률: 알수없음)
  • 아세틸렌가스는 타기 쉬운 기체이므로, 자연발화 온도는 낮을수록 더 쉽게 발화할 가능성이 높다. 따라서 보기에서 가장 낮은 온도인 "406 ~ 408℃"이 정답이다.
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85. 두께 2mm의 철판에 ø20mm의 구멍을 뚫을 때, 펀칭에 가하는 힘은 최소 몇 N 이상이어야 하는가? (단, 철판의 전단저항은 450MPa 이다.)

  1. 42132
  2. 56559
  3. 12561
  4. 27867
(정답률: 알수없음)
  • 펀칭에 가해지는 힘은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F = π/4 x d^2 x t x σ

    여기서, d는 구멍의 직경, t는 철판의 두께, σ는 철판의 전단저항이다.

    따라서, F = π/4 x (20mm)^2 x 2mm x 450MPa = 56,559N

    따라서, 정답은 "56559"이다.
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86. 소성 가공 방법이 아닌 것은?

  1. 컬링(curling)
  2. 엠보싱(embossing)
  3. 카핑(copying)
  4. 코이닝(coining)
(정답률: 알수없음)
  • 소성 가공은 금속을 가열하여 형상을 바꾸는 공정이다. 그러나 카핑은 소성 가공과는 관련이 없는 공정으로, 문서에서 제시된 다른 보기들과는 다른 성격을 가진다. 카핑은 복사하는 것을 의미하며, 문서에서 제시된 다른 보기들과는 다른 분야의 용어이다. 따라서 카핑은 소성 가공 방법이 아니다.
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87. 얇은 판재론 된 목형은 변형되기 쉽고 주물의 두께가 균일하지 않으면 용융금속이 냉각 응고시에 내부 응력에 의해 변형 및 균열이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위한 목적으로 쓰이고 사용한 후에 제거하는 것은?

  1. 구배
  2. 수축 여유
  3. 코어 프린트
  4. 덧붙임
(정답률: 알수없음)
  • 얇은 판재론 된 목형은 변형과 균열 발생이 쉽기 때문에 사용 후에 제거하는 것이 좋습니다. 이때, 목형을 제거할 때 주물의 표면에 남은 작은 부분을 제거하기 위해 추가로 붙인 부분을 덧붙임이라고 합니다. 따라서 "덧붙임"이 정답입니다. "구배"는 주물의 표면이 고르지 않은 경우를 보완하기 위해 사용하는 기술이고, "수축 여유"는 주물이 냉각되면서 크기가 줄어드는 현상을 고려하여 목형을 제작하는 기술입니다. "코어 프린트"는 주물 내부에 삽입되는 코어를 고정하기 위한 부분입니다.
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88. 열처리에서 강(鋼)을 청화물(CN)과 작용시켜 침탄과 질화가 동시에 일어나도록 하는 청화법(cyaniding)은 다음과 같은 장·단점이 있다. 틀린 것은?

  1. 균일한 가열이 이루어지므로 변형이 적다.
  2. 온도 조절이 용이하다.
  3. 산화가 일어나기 쉽다.
  4. 침탄층이 얇고 가스가 유독하다.
(정답률: 알수없음)
  • 답: "산화가 일어나기 쉽다."

    이유: 청화법은 강의 표면에 청화물을 침투시켜 침탄층을 형성하는 과정이다. 이때 청화물은 일종의 화학약품으로서, 강과 반응하여 질화물과 산화물을 생성한다. 따라서 청화법을 사용할 때는 산화가 일어나지 않도록 주의해야 한다.
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89. 커플링으로 연결된 CNC 공작기계의 볼 스크류 피치가 6[mm], 서보 모터의 회전 각도가 270° 일 때 테이블의 이동 거리는?

  1. 1.5[mm]
  2. 2.5[mm]
  3. 3.5[mm]
  4. 4.5[mm]
(정답률: 알수없음)
  • 볼 스크류 피치가 6[mm]이므로, 1회전당 이동 거리는 6[mm]이 됩니다. 서보 모터의 회전 각도가 270° 이므로, 이는 전체 회전각 360° 중에서 270°만큼 회전한 것입니다. 따라서 이동 거리는 270°/360° × 6[mm] = 4.5[mm]이 됩니다. 따라서 정답은 "4.5[mm]"입니다.
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90. 주물사의 구비조건으로 아닌 것은?

  1. 통기성이 좋을 것
  2. 성형성이 좋을 것
  3. 열전도성이 높을 것
  4. 내열성이 높을 것
(정답률: 알수없음)
  • 열전도성이 높을 것이 아닌 이유는 주물사는 금속을 녹여서 주조하는 공정이기 때문에, 금속이 녹아서 주물이 되는 과정에서 열이 전달되어야 합니다. 따라서 열전도성이 높을수록 주물사의 효율성이 높아지게 됩니다.
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91. 소성가공 시 열간가공과 냉간가공은 무엇으로 구별하는가?

  1. 재결정 온도
  2. 변태점 온도
  3. 담금질 온도
  4. 풀림 온도
(정답률: 알수없음)
  • 열간가공과 냉간가공은 재료를 가공하는 온도에 따라 구별된다. 재료를 고온에서 가공하는 것을 열간가공이라 하고, 저온에서 가공하는 것을 냉간가공이라 한다. 이 중에서 재료의 결정구조가 재결정되는 온도를 재결정 온도라고 한다. 따라서, 재료를 열간가공할 때 재결정 온도 이상으로 가열하여 가공하면 재료의 결정구조가 재결정되어 더욱 섬세한 가공이 가능해진다.
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92. 방전가공시 전극(가공공구)재질로 적당하지 않은 것은?

  1. 황동
  2. 텅스텐
  3. 구리
  4. 알루미늄
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄은 전기전도성이 낮아 방전가공시 전극으로 사용하기에는 적합하지 않습니다. 따라서 정답은 알루미늄입니다. 반면에 황동, 텅스텐, 구리는 전기전도성이 높아 방전가공시 전극재질로 적합합니다.
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93. 이미 치수를 알고 있는 표준 값과의 편차를 구하여 치수를 알아내는 측정방법은?

  1. 절대 측정
  2. 비교 측정
  3. 간접 측정
  4. 직접 측정
(정답률: 알수없음)
  • 비교 측정은 이미 알고 있는 표준 값과 측정 대상의 값을 비교하여 편차를 구하는 방법입니다. 따라서 이 방법은 치수를 알고 있는 표준 값과의 차이를 비교하여 측정 대상의 치수를 알아내는 데에 적합합니다.
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94. 하방잠김형, 압착형, 당기기형, 직선이동형과 같이 4가지 기본적인 클램핑 작용을 하며, 작용력에 비해 고정력이 매우 큰 클램프는?

  1. 토글 클램프
  2. 캠 클램프
  3. 후크 클램프
  4. 스트랩 클램프
(정답률: 알수없음)
  • 토글 클램프는 하방잠김형, 압착형, 당기기형, 직선이동형과 같이 4가지 기본적인 클램핑 작용을 하며, 작용력에 비해 고정력이 매우 큰 클램프입니다. 이는 토글 메커니즘을 이용하여 작동하기 때문입니다. 토글 클램프는 작동 시 토글 바가 회전하면서 클램핑 암이 움직이며, 이로 인해 고정력이 증가합니다. 따라서 토글 클램프는 고정력이 중요한 작업에 많이 사용됩니다.
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95. 다음 중 바이트의 마모에 관계없는 것은?

  1. Crater wear
  2. Filling
  3. Flank wear
  4. Chipping
(정답률: 알수없음)
  • 바이트의 마모에 관계없는 것은 "Filling" 입니다. Filling은 바이트의 손상을 채우는 과정으로, 마모와는 직접적인 관련이 없습니다. Crater wear는 바이트의 접촉면에서 발생하는 홈 형태의 마모, Flank wear는 바이트의 측면에서 발생하는 마모, Chipping은 바이트의 끝부분에서 발생하는 파손 형태의 마모입니다.
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96. 저탄소강의 표면에 탄소를 침투시키는 고체 침탄법에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?

  1. 침탄시간이 길어지면 침탄깊이가 깊어진다.
  2. 소량생산에 적합하다.
  3. 큰 부품의 처리가 가능하다.
  4. 보통 침탄 깊이는 5~10mm 이다.
(정답률: 알수없음)
  • "보통 침탄 깊이는 5~10mm 이다."라는 설명이 틀린 것은, 일반적으로 침탄 깊이는 0.1~2mm 정도이기 때문이다. 침탄시간이 길어지면 침탄깊이가 깊어지는 것은 맞지만, 이는 일정한 깊이 이상으로는 침탄이 진행되지 않는 한계점이 존재하기 때문이다. 소량생산에 적합하고, 큰 부품의 처리가 가능하다는 것은 맞는 설명이다.
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97. 프레스 작업(press working) 가공방식이 아닌 것은?

  1. 래핑(lapping)
  2. 벤딩(bending)
  3. 드로잉(drawing)
  4. 엠보싱(embossing)
(정답률: 알수없음)
  • 래핑(lapping)은 두 개 이상의 금속 시트를 겹쳐서 가공하는 방식으로, 프레스 작업(press working)과는 다른 방식이다. 다른 보기인 벤딩(bending), 드로잉(drawing), 엠보싱(embossing)은 모두 프레스 작업(press working)에 해당하는 가공 방식이다.
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98. 급속귀환 운동을 하는 기계는 다음 중 어느 것인가?

  1. 선반
  2. 밀링
  3. 셰이퍼
  4. 드릴링머신
(정답률: 알수없음)
  • 셰이퍼는 급속귀환 운동을 하는 기계 중 하나이다. 이는 셰이퍼의 작동 원리가 칼날을 움직여 급격한 절삭 운동을 유발하기 때문이다. 따라서 셰이퍼는 급속한 재료 제거 및 형태 제작에 적합한 기계로 사용된다.
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99. 3차원 측정기는 X, Y, Z의 3차원 공간상에서 측정점의 좌표점을 검출하여, 데이터를 컴퓨터로 처리하는 측정기이다. 3차원 측정기를 조작상으로 분류할 때 여기에 해당되지 않는 것은?

  1. 수동형(floating type)
  2. 조이스틱형(joystick type)
  3. CNC형(CNC type)
  4. 겐트리형(gantry type)
(정답률: 알수없음)
  • 겐트리형은 측정기의 측정 헤드가 고정되어 있고, 측정 대상물이 이동하는 방식으로 측정을 수행하는 방식이다. 따라서 측정 대상물의 크기나 무게에 제한이 없으며, 높은 정밀도와 속도를 보장할 수 있다. 반면에 수동형, 조이스틱형, CNC형은 측정 헤드를 직접 이동시켜 측정을 수행하는 방식으로, 측정 대상물의 크기나 무게에 제한이 있을 수 있다.
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100. 동시에 여러 개의 드릴을 설치하여 공작물에 여러 개의 구멍을 동시에 뚫는 구조의 드릴링머신은 무엇인가?

  1. 탁상드릴링머신(bench drilling machine)
  2. 레이디얼드릴링머신(radial drilling machine)
  3. 직립드릴링머신(Upright drilling machine)
  4. 다축드릴링머신(multi spindle drilling machine)
(정답률: 알수없음)
  • 다축드릴링머신은 여러 개의 드릴을 동시에 설치하여 공작물에 여러 개의 구멍을 뚫을 수 있는 구조를 가지고 있기 때문에, 다른 드릴링머신들과는 달리 한 번에 여러 개의 구멍을 뚫을 수 있다는 점에서 차이가 있다.
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