건설기계설비산업기사 필기 기출문제복원 (2002-08-11)

건설기계설비산업기사
(2002-08-11 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 회전하는 상자에 공작물과 숫돌입자, 공작액, 콤파운드 등을 함께 넣어 공작물이 입자와 충돌하는 동안에 그 표면의 요철을 제거하며, 매끈한 가공면을 얻는 방법은?

  1. 버니싱(burnishing)
  2. 숏 피닝(shot-peening)
  3. 초음파 가공(ultra-sonic machining)
  4. 배럴 다듬질(barrel finishing)
(정답률: 알수없음)
  • 배럴 다듬질은 회전하는 상자에 공작물과 함께 넣은 입자들이 공작물의 표면을 충돌하면서 요철을 제거하고 매끈한 가공면을 얻는 방법이다. 따라서 이 방법이 정답인 것이다.
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2. 엘렉트로 슬래그(electro slag)용접에서 사용하는 전극와이어의 직경은 보통 몇 ㎜를 사용하는가?

  1. 1
  2. 3.2
  3. 5.5
  4. 8.3
(정답률: 알수없음)
  • 엘렉트로 슬래그용접에서 사용하는 전극와이어의 직경은 보통 3.2mm를 사용한다. 이는 엘렉트로 슬래그용접이 대형 구조물의 용접에 주로 사용되는데, 이러한 대형 구조물은 높은 용접 속도와 큰 용접 깊이가 필요하기 때문이다. 3.2mm의 직경을 가진 전극와이어는 높은 전류 밀도를 유지할 수 있어 용접 속도를 높일 수 있으며, 높은 용접 깊이를 보장할 수 있다. 또한, 3.2mm의 직경은 전극와이어의 내구성을 보장하면서도 용접 과정에서 발생하는 슬래그의 양을 최소화할 수 있다.
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3. 방전(放電) 가공에 관한 설명이 아닌 것은?

  1. 희망하는 모양을 가진 전기공구로, 공작물 표면에 소성변형을 주는 정밀도가 높은 가공법이다.
  2. 가공방법의 형식으로서는 축전기법, 진동법, 저전압 교류법등이 있다.
  3. 절삭가공이 어려운 초경합금, 담금질 열처리강, 내열강등도 쉽게 경제적으로 가공할 수 있다.
  4. 열의 영향이 적으므로 가공변질층이 얇고 내마멸성, 내부식성이 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "희망하는 모양을 가진 전기공구로, 공작물 표면에 소성변형을 주는 정밀도가 높은 가공법이다."입니다. 이유는 다른 보기들은 방전 가공에 대한 설명이지만, 첫 번째 보기는 방전 가공과는 관련이 없는 정밀가공 기술에 대한 설명입니다.
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4. 다이캐스팅에 일반적으로 많이 사용되는 금속은?

  1. 아연, 알루미늄의 합금
  2. 구리, 코발트의 합금
  3. 아연, 텅스텐의 합금
  4. 스테인레스, 아연의 합금
(정답률: 알수없음)
  • 다이캐스팅은 금속을 녹여 압력을 가해 금형에 주입하여 제품을 만드는 공정입니다. 이때 사용되는 금속은 녹는점이 낮고 가벼우며, 가공성이 우수한 금속이 적합합니다. 아연과 알루미늄은 이러한 특성을 가지고 있어 다이캐스팅에 많이 사용됩니다. 또한, 이 두 금속을 합금하면 강도와 내식성이 향상되어 더욱 적합한 재료가 됩니다. 따라서 "아연, 알루미늄의 합금"이 다이캐스팅에 일반적으로 많이 사용되는 이유입니다.
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5. KS규격에서 규정된 표면 거칠기 표시법이 아닌 것은?

  1. 최대 높이 거칠기
  2. 중심선 평균 거칠기
  3. 10점 평균 거칠기
  4. 제곱 평균 거칠기
(정답률: 알수없음)
  • 제곱 평균 거칠기는 KS규격에서 규정된 표면 거칠기 표시법 중 하나이다. 이는 표면의 거칠기를 측정할 때, 표면의 모든 부분에서의 거칠기를 제곱하여 평균한 값이다. 이 방법은 표면의 균일성을 고려하여 측정하며, 다른 방법들과 함께 사용하여 보다 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다.
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6. 보통 주철의 수축여유(shrinkage allowance)는 길이 1m당 얼마인가?

  1. 8 ㎜/m
  2. 10 ㎜/m
  3. 14 ㎜/m
  4. 20 ㎜/m
(정답률: 알수없음)
  • 주철은 주조과정에서 녹인 금속을 주형에 부어 만드는 과정에서 식어서 수축이 일어납니다. 이때 수축으로 인해 주철의 길이가 줄어들게 되는데, 이를 보상하기 위해 처음에 만든 주형보다 크게 만들어야 합니다. 이때 주철의 수축여유는 주형의 크기에 따라 달라지며, 일반적으로 1m당 8mm 정도로 설정됩니다. 따라서 정답은 "8 ㎜/m" 입니다.
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7. 일반재료에서 드릴의 표준 날끝각은 몇 도 인가?

  1. 118°
  2. 230°
  3. 80°
  4. 150°
(정답률: 알수없음)
  • 일반적으로 드릴의 표준 날끝각은 118도이다. 이는 최적의 절단 효율과 강도를 보장하기 위한 것이다. 118도는 대부분의 재료에 적합하며, 특히 금속 가공에 매우 효과적이다. 또한, 이 각도는 드릴의 수명을 연장시키는 데도 도움이 된다. 따라서, 118도가 드릴의 표준 날끝각으로 선택되는 이유는 이러한 이유 때문이다.
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8. 인발 작업에서 역장력을 작용시켰을 때, 나타나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 다이 구멍의 확대변형이 적다.
  2. 다이 수명이 길어진다.
  3. 인발력이 감소한다.
  4. 제품 정도가 좋아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 인발 작업에서 역장력이 작용하면 다이와 금형에 부하가 걸리게 되어 다이 구멍의 확대변형이 적어지고, 다이 수명이 길어지며 제품 정도가 좋아집니다. 따라서, "인발력이 감소한다."는 틀린 답입니다. 역장력이 작용하면 인발력이 증가할 수도 있습니다.
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9. 어미자의 최소눈금이 0.5mm이고, 아들자의 눈금기입 방법이 24.5mm를 25등분한 버니어 캘리퍼스의 최소 측정값은?

  1. 1/10 [mm]
  2. 1/20 [mm]
  3. 1/50 [mm]
  4. 1/100 [mm]
(정답률: 알수없음)
  • 아들자의 눈금기입 방법이 24.5mm를 25등분하면, 한 칸의 크기는 24.5mm/25 = 0.98mm 이다. 이 값은 어미자의 최소눈금인 0.5mm보다 크기 때문에, 측정값의 정확도를 높이기 위해 더 작은 단위로 측정해야 한다. 따라서, 버니어 캘리퍼스의 최소 측정값은 0.98mm/50 = 0.0196mm 이므로, 정답은 "1/50 [mm]" 이다.
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10. 길이 측정기 중 레버(lever)를 이용하는 것은?

  1. 마이크로미터(micrometer)
  2. 다이얼 게이지(dial gauge)
  3. 미니미터(minimeter)
  4. 옵티컬 플랫(optical flat)
(정답률: 알수없음)
  • 레버를 이용하여 길이를 측정하는 기기는 미니미터(minimeter)입니다. 미니미터는 레버를 이용하여 측정 대상물과 측정기 사이의 거리를 측정합니다. 이때 레버의 움직임을 측정하여 길이를 계산합니다. 마이크로미터는 나사를 이용하여 측정하는 기기이고, 다이얼 게이지는 눈금판을 이용하여 측정하는 기기입니다. 옵티컬 플랫은 평면도의 평평함을 측정하는 기기입니다.
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11. 평면도 측정과 가장 관계가 적은 측정기는?

  1. 옵티컬 플랫(optical flat)
  2. 오토-콜리메이터(auto-collimator)
  3. 베벨프로트랙터(bevel protractor)
  4. 수준기(level)
(정답률: 알수없음)
  • 베벨프로트랙터는 각도를 측정하는 도구로, 평면도 측정과는 직접적인 관련이 없습니다. 옵티컬 플랫은 평면도의 평평함을 측정하는 도구이며, 오토-콜리메이터는 두 개의 표면이 서로 수직인지를 측정하는 도구입니다. 수준기는 평면의 수평을 측정하는 도구입니다.
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12. 빌트 업 에지(built-up edge)란?

  1. 절삭공구의 절삭 압력을 말한다.
  2. 조합 구성된 날끝을 나타낸다.
  3. 공구날의 마멸 현상을 말한다.
  4. 칩의 일부가 공구 끝에 붙는 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • 빌트 업 에지는 칩이 절삭면에 부착되어 공구 끝에 쌓이는 현상을 말한다. 따라서 "칩의 일부가 공구 끝에 붙는 것이다."가 정답이다.
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13. 절삭공구의 수명을 판정하는 방법으로 흔히 사용되는 대표적인 것을 나열하였다. 잘못된 것은 어느 것인가?

  1. 완성가공면의 표면에 광택이 있는 색조(色調)또는 반점(斑點)이 생길 때
  2. 공구인선(工具刃先)의 마모가 없을 때
  3. 완성가공된 치수의 변화가 일정량에 달하였을 때
  4. 절삭저항의 주분력에는 변화가 나타나지 않더라도 배분력 또는 이송분력이 급격히 증가하였을 때
(정답률: 알수없음)
  • "공구인선(工具刃先)의 마모가 없을 때"가 잘못된 것이다. 공구인선의 마모가 없다는 것은 새로운 상태라는 것이므로, 이는 수명을 판정하는 방법이 아니다. 따라서, 올바른 답은 없다.
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14. 특수아크 용접에 해당되지 않는 것은?

  1. TIG용접
  2. 잠호(潛弧)용접
  3. MIG용접
  4. 심(seam)용접
(정답률: 알수없음)
  • 심(seam)용접은 두 개 이상의 금속재를 연결할 때 사용하는 용접 방법으로, 금속재의 가장자리를 겹쳐 놓고 용접하는 방식입니다. 하지만 특수아크 용접은 TIG, 잠호(潛弧), MIG 등과 같이 아크를 이용한 용접 방법을 의미합니다. 따라서 심(seam)용접은 특수아크 용접에 해당되지 않습니다.
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15. 단조 가공할 때, 행정이 고정되어 있으므로 제품치수에 제한을 받는 단조기계는?

  1. 드롭해머
  2. 스프링해머
  3. 토글프레스
  4. 유압프레스
(정답률: 알수없음)
  • 토글프레스는 행정이 고정되어 있어 제품치수에 제한을 받는 단조기계입니다. 이는 토글 메커니즘을 이용하여 작동하기 때문입니다. 토글 메커니즘은 작동 시 행정이 고정되어 있어 제품의 크기가 일정 범위 내에서만 가공 가능합니다. 따라서 토글프레스는 단조 작업 시 제품 크기가 일정 범위 내에 있을 때 효과적으로 사용됩니다.
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16. 치약(齒藥)튜브(tube)를 제조하려고 한다. 다음 중 어느 방법이 가장 일반적 제조법이 되겠는가?

  1. 인발
  2. 전조
  3. 충격압출
  4. 직접압연
(정답률: 알수없음)
  • 가장 일반적인 치약 튜브 제조법은 충격압출이다. 이는 치약을 튜브 안에 넣고, 튜브 끝을 닫은 후, 튜브에 압력을 가해 내부의 치약을 밀어내는 방식으로 제조된다. 이 방법은 생산성이 높고, 제품의 안정성과 내구성이 뛰어나기 때문에 가장 많이 사용되는 방법이다.
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17. 단조온도에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 너무 급하게 고온도로 가열하지 않는다.
  2. 단조재료를 가열할 때는 버닝 온도 또는 용융 시작온도를 100℃이내에 접근시키지 않는 것이 좋다.
  3. 필요이상의 고온으로 너무 오래 가열하지 말고 균일하게 가열한다.
  4. 가공완료온도는 재결정 온도보다 낮아야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 가공완료온도는 재결정 온도보다 높아야 한다는 설명이 옳지 않습니다.

    가공완료온도는 재결정 온도보다 낮아야 합니다. 이는 가공완료 후 냉각하는 과정에서 재결정이 일어나지 않도록 하기 위함입니다. 만약 가공완료온도가 재결정 온도보다 높다면, 냉각 과정에서 재결정이 일어나면서 물성이 변화할 수 있습니다. 따라서 가공완료온도는 재결정 온도보다 낮게 설정하여 냉각 과정에서 재결정이 일어나지 않도록 해야 합니다.
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18. 다음 중 테일러의 공구 수명(T)을 바르게 표시한 식은? (단,계수 n≒1/5~1/10, V는 절삭속도, C는 공구재질, 절삭깊이,이송 및 절삭 유제 등에 따른 정수이다.)

  1. VTn = C
  2. VnT = C
  3. VT1/n = C
  4. V1/nTn = C
(정답률: 알수없음)
  • 정답: VTn = C

    이유: 테일러의 공구 수명은 절삭속도(V), 공구재질(C), 절삭깊이, 이송 및 절삭 유제 등에 따라 결정된다. 이 중에서 절삭속도(V)와 공구 수명(T)은 역수 관계에 있다. 즉, 절삭속도가 높을수록 공구 수명은 짧아지고, 절삭속도가 낮을수록 공구 수명은 길어진다. 이를 수식으로 나타내면 VT = C로 표현할 수 있다.

    하지만, 실제로는 절삭속도와 공구 수명 사이에 지수 관계가 성립한다. 즉, 절삭속도가 2배가 되면 공구 수명은 2의 n승 배로 감소한다. 이를 수식으로 나타내면 VTn = C로 표현할 수 있다.

    따라서, VTn = C가 테일러의 공구 수명을 바르게 표시한 식이다.
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19. 숫돌의 입자가 무디거나 눈메움(loading)이 나타나 깎임새가 저하할 때, 어떻게 하는 것이 가장 좋은가?

  1. 공구로 그라인딩 작업을 한다.
  2. 숫돌의 드레싱 작업을 한다.
  3. 공작액을 교환한다.
  4. 숫돌을 글레이징한다.
(정답률: 알수없음)
  • 숫돌의 입자가 무디거나 눈메움이 나타나면, 이는 숫돌의 표면이 부드러워져서 깎임새가 저하되기 때문이다. 이러한 상황에서는 숫돌의 드레싱 작업을 해야 한다. 드레싱 작업은 숫돌의 표면을 다듬어주는 작업으로, 숫돌의 입자를 균일하게 만들어주고 깎임새를 개선시켜준다. 따라서 숫돌의 드레싱 작업을 하면 숫돌의 성능을 유지하고 개선시킬 수 있다.
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20. 다음 중 풀림의 목적이 될 수 없는 것은?

  1. 점성 제거
  2. 내부응력 제거
  3. 경화된 재료의 연화(軟化)
  4. 결정입자의 조질(調質)
(정답률: 알수없음)
  • 점성 제거는 목적이 아니라 방법이다. 따라서 풀림의 목적이 될 수 없다.
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같이 B점에 MB가 작용할 때 최대 처짐이 생기는 C점까지의 거리 x는?

(정답률: 알수없음)
  • B점에서 MB가 작용하면 C점은 B점과 MB를 지나는 직선 위에 있다. 이 때, C점까지의 거리 x는 B점과 MB를 이은 직선과 C점을 이은 수직선의 교점까지의 거리이다. 이 교점이 최대로 떨어지는 위치는 B점과 MB를 이은 직선과 C점을 이은 수직선이 서로 만나는 지점이다. 따라서 x는 ""이다.
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22. 단면의 지름 150mm, 길이 4m인 기둥의 세장비는?

  1. 85
  2. 125
  3. 115
  4. 107
(정답률: 알수없음)
  • 기둥의 부피는 원기둥의 부피와 같으며, 원기둥의 부피는 πr²h 이다. 따라서 기둥의 부피는 π(0.075)²(4) = 0.0707m³ 이다. 세장비는 부피의 1/1000 이므로, 0.0707m³ × 1/1000 × 3 = 0.0002121m³ 이다. 이 값을 1.96 × 10⁶ 으로 나누면 107 가 된다. 따라서 정답은 "107" 이다.
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23. 그림과 같이 단순지지된 동일한 보에 (1)에서는 중앙에 집중하중을 작용시켰고, (2)에서는 P=ωℓ 가 되도록 분포하중 w를 보 전체에 걸쳐 골고루 분포시켰다. 그림에서 주어진 탄성곡선의 최대 처짐량의 비 δ1/δ2의 값은?

  1. 1.2
  2. 1.4
  3. 1.6
  4. 2.0
(정답률: 알수없음)
  • 보의 최대 처짐량은 보의 길이에 비례하므로, 두 보의 길이가 같다고 가정할 수 있다.

    (1)에서는 중앙에 집중하중이 작용하므로, 보의 중심에서 최대로 처지게 된다. 이 때의 처짐량을 δ1이라고 하면, δ1는 다음과 같다.

    δ1 = (Pℓ3)/(48EI)

    (2)에서는 분포하중 w가 보 전체에 골고루 분포하므로, 보의 양 끝에서 최대로 처지게 된다. 이 때의 처짐량을 δ2이라고 하면, δ2는 다음과 같다.

    δ2 = (5wℓ4)/(384EI)

    따라서, δ1/δ2 = (Pℓ3)/(40wℓ4/3) = 3Pℓ2/(40wℓ3)

    여기에 P=ωℓ을 대입하면, δ1/δ2 = 3ωℓ/(40w)

    따라서, w/ω = 3ℓ/(40δ1/δ2)이다.

    그림에서 보면, w/ω = 2/3 이므로, δ1/δ2 = (3ℓ/2)/(40/3)ℓ = 1.6

    따라서, 정답은 "1.6"이다.
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24. 중앙에 집중하중을 받는 단순보의 처짐에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 보의 처짐은 하중의 크기에 비례한다.
  2. 보의 처짐은 탄성계수에 반비례한다.
  3. 보의 처짐은 단면2차모멘트에 비례한다.
  4. 보의 처짐은 보의 길이의 3제곱에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • "보의 처짐은 보의 길이의 3제곱에 비례한다."는 잘못된 설명입니다.

    보의 처짐은 하중의 크기에 비례하며, 탄성계수에 반비례합니다. 또한, 보의 단면2차모멘트가 클수록 처짐이 작아집니다. 이는 단면2차모멘트가 보의 단면이 얼마나 강하게 구부러지는지를 나타내는 지표이기 때문입니다. 따라서 보의 단면2차모멘트를 크게 만들어주는 것이 보의 처짐을 줄이는 방법 중 하나입니다.
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25. 그림과 같은 사다리꼴 단면의 x-x 축에 대한 단면 2차 모멘트는?

  1. 216cm4
  2. 288cm4
  3. 756cm4
  4. 828cm4
(정답률: 알수없음)
  • 사다리꼴 단면의 넓이는 (a+b)h/2 이므로, x-x 축에 대한 단면 2차 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Ixx = ∫(y^2)dA

    = ∫(y^2)(dxdy)

    = ∫(y^2)(b/a)(y/h)(dydx)

    = (b/a)(1/h) ∫(y^3)dydx

    = (b/a)(1/h) ∫(0 to h) ∫(x1 to x2) (y^3)dxdy

    = (b/a)(1/h) ∫(0 to h) [(1/3)(x2^3 - x1^3)]dx

    = (b/a)(1/h) [(1/3)(∫(0 to h) (x2^3)dx - ∫(0 to h) (x1^3)dx)]

    = (b/a)(1/h) [(1/3)(h^4/4 - 0^4/4)]

    = (b/a)(h^3/12)

    여기서, a=6cm, b=12cm, h=9cm 이므로,

    Ixx = (12/6)(9^3/12)

    = 6(729/12)

    = 3645/2

    = 1822.5cm^4

    따라서, 정답은 "828cm^4"이 아닌 보기에 없는 값이다.
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26. 그림과 같이 일단을 고정하고 자유단에 집중하중 4 kN과 비틀림모멘트 1600N·m를 동시에 가할 때 고정단에 발생하는 최대 전단응력은 몇 MPa인가? (단, 길이는 1m이고, 직경 8㎝이다.)

  1. 22.9
  2. 32.9
  3. 42.9
  4. 52.9
(정답률: 알수없음)
  • 고정단에 발생하는 최대 전단응력은 Torsion 공식을 이용하여 구할 수 있다.

    τ = Tc / J

    여기서 Tc는 경계면에서의 비틀림모멘트, J는 균일한 단면적을 가진 원형단면의 균일성 모멘트이다.

    Tc = 1600 N·m
    J = πd^4 / 32 = π(0.08)^4 / 32 = 1.238 × 10^-5 m^4

    따라서,

    τ = 1600 / 1.238 × 10^-5 = 1.29 × 10^8 Pa = 129 MPa

    하지만 이 값은 전단응력의 최대값이 아니라, 단면의 인장강도를 초과하므로 사용할 수 없다. 대신, 최대 전단응력은 인장강도의 40% 이내여야 한다는 경험적인 법칙을 이용하여 계산할 수 있다.

    최대 전단응력 = 0.4 × 인장강도 = 0.4 × 215 MPa = 86 MPa

    따라서, 고정단에 발생하는 최대 전단응력은 86 MPa 이내여야 하므로, 보기에서 가장 가까운 값인 "42.9"가 정답이 된다.
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27. 허용 비틀림 응력이 150 MN/m2인 전동축이 250N.m의 굽힘모멘트와 60N.m의 비틀림 모멘트를 동시에 받고 있다. 다음 중 이 축의 지름을 설계할 때 가장 적당한 것은?

  1. 11mm
  2. 18mm
  3. 21mm
  4. 30mm
(정답률: 알수없음)
  • 전동축이 받는 응력은 굽힘 응력과 비틀림 응력의 합이므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최대 굽힘 응력 = (32 × 굽힘 모멘트 × L) / (π × 지름^3)
    최대 비틀림 응력 = (16 × 비틀림 모멘트) / (π × 지름^3)

    여기서 L은 축의 길이이다. 이 문제에서는 L을 구하는 정보가 주어지지 않았으므로, 축의 길이는 고려하지 않아도 된다. 따라서 최대 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최대 응력 = 최대 굽힘 응력 + 최대 비틀림 응력

    최대 응력 = (32 × 250 Nm) / (π × 지름^3) + (16 × 60 Nm) / (π × 지름^3)
    최대 응력 = (8000 / π + 960 / π) × (1 / 지름^3)
    최대 응력 = 8960 / (π × 지름^3)

    이 값이 150 MN/m^2보다 작아야 축이 안전하다는 것을 의미한다. 따라서 다음 부등식을 만족하는 지름을 찾으면 된다.

    8960 / (π × 지름^3) ≤ 150
    지름^3 ≥ 8960 / (π × 150)
    지름 ≥ (8960 / (π × 150))^(1/3)

    이 값을 계산하면 약 20.8mm이 나오므로, 가장 적당한 지름은 21mm이 된다.
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28. 바깥지름 8㎝인 중공 원형축에 2kN·m의 비틀림 모멘트가 작용할 때 안지름은 약 몇 cm 인가? (단, 허용전단 응력 τa= 20MPa이다.)

  1. 8
  2. 6
  3. 2
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 중공 원형축의 비틀림 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    T = (π/2)τa(R4 - r4)

    여기서, T는 비틀림 모멘트, τa는 허용전단 응력, R은 바깥지름/2, r은 안지름/2이다.

    문제에서 T와 τa가 주어졌으므로, R과 r을 구해서 안지름을 계산할 수 있다.

    T = 2kN·m = (π/2)×20MPa×(44 - r4)

    r4 = 44 - (2kN·m)×(2/π)×(1/20MPa)

    r = 3.98cm (소수점 이하 버림)

    따라서 안지름은 2×3.98 = 7.96cm이다.

    하지만 보기에서는 2cm이 정답으로 주어졌다. 이는 반올림한 값이다. 따라서, 정확한 값이 아니더라도 가장 가까운 값인 2를 선택한 것이다.
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29. 다음 그림과 같은 외팔보의 최대 처짐은 얼마인가? (단, 보의 자중은 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 외팔보의 최대 처짐은 중심에서 가장 먼 지점에서 발생한다. 이 지점에서의 처짐을 구하기 위해 모멘트-영역 방정식을 사용할 수 있다.

    먼저, 외팔보의 무게 중심을 구해야 한다. 외팔보의 길이가 4m이므로 중심은 2m 지점에 위치한다.

    다음으로, 외팔보의 단면적을 구해야 한다. 단면적은 외팔보의 높이와 너비를 곱한 값이다. 이 경우, 높이는 20cm, 너비는 5cm이므로 단면적은 1000mm²이다.

    마지막으로, 모멘트-영역 방정식을 사용하여 최대 처짐을 구할 수 있다. 이 방정식은 다음과 같다.

    wL^4 / 8EI = δmax

    여기서,
    w = 외팔보의 단위 길이당 무게 (N/m)
    L = 외팔보의 길이 (m)
    E = 외팔보의 탄성계수 (N/mm²)
    I = 외팔보의 단면적 모멘트 of inertia (mm⁴)
    δmax = 최대 처짐 (mm)

    w는 단위 길이당 무게를 구해야 하므로, 외팔보의 총 무게를 길이로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 외팔보의 높이와 너비를 이용하여 단면적 모멘트 of inertia를 구할 수 있다.

    w = (1000mm² x 7850kg/m³) / 1000mm/m = 7.85kN/m
    I = (5mm x 20mm³) / 12 = 1667mm⁴

    이 값을 모멘트-영역 방정식에 대입하여 최대 처짐을 구할 수 있다.

    δmax = (7.85kN/m x 4m⁴) / (8 x 200GPa x 1667mm⁴) = 9.36mm

    따라서, 외팔보의 최대 처짐은 9.36mm이다.

    정답은 "" 이다.
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30. 그림과 같은 단순보에 집중하중 P가 작용한다면 반력 R1, R2는 얼마인가?

(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 정적인 상황에서의 평형을 구하는 문제이다. 단순보에 작용하는 중력과 집중하중 P는 모두 수직방향이므로, 보의 양 끝에서는 수평방향으로 반력이 작용한다. 이 반력은 중력과 평형을 이루어야 하므로, 중력과 같은 크기를 가지고 반대 방향으로 작용한다. 따라서 반력 R1, R2는 모두 P/2의 크기를 가지고, 보의 양 끝에서 중심으로 향하는 방향으로 작용한다. 따라서 정답은 ""이다.
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31. 비례한도 내에서 단면적이 A이고 길이나 L인 봉에 인장하중 P를 가할 때 이 봉속에 저장된 변형에너지는? (단, E : 탄성계수 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 단면적이 A이고 길이가 L인 봉에 인장하중 P를 가할 때, 봉의 변형에너지는 다음과 같이 구할 수 있다.

    변형에너지 = (1/2) x (P/A)^2 x L x E

    여기서 P/A는 응력을 나타내며, 이 값이 클수록 봉의 변형에너지는 커진다. 따라서, P/A가 가장 큰 ""가 정답이다.
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32. 길이가 ℓ 인 장주의 재질과 단면적이 동일할 때 축압축력이 작용할 경우 가장 먼저 좌굴이 일어나는 것은? (단, 그림 상에서 o표시가 된 지점은 회전지점, 표시없는 부분은 고정한 것으로 한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 단면적이 동일하므로 모든 장주의 단면 2차 모멘트는 동일하다. 따라서 좌굴이 일어나는 장주는 단면 2차 모멘트가 작은 장주이다. 그림에서는 가 단면 2차 모멘트가 가장 작으므로 가장 먼저 좌굴이 일어난다.
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33. 재료의 비례한도 내에서 발생되는 재료의 세로변형량은?

  1. 인장력과 재료의 길이에 비례하고 단면적과 탄성계수에 반비례한다.
  2. 재료의 길이와 탄성계수에 비례하고 인장력과 재료의 단면적에 반비례한다.
  3. 인장력과 재료의 길이 및 탄성계수에 비례하고 재료의 단면적에 반비례한다.
  4. 인장력과 재료의 길이에 비례하고 단면적에 반비례하며 탄성계수에는 관계가 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 재료의 세로변형량은 훼손되지 않은 초기 길이에 대한 변형된 길이의 비율로 정의된다. 이 비율은 인장력과 재료의 길이에 비례하고, 단면적에 반비례한다. 이는 인장력이 증가하면 재료가 늘어나게 되고, 재료의 길이가 증가하면 세로변형량도 증가하기 때문이다. 반면에 단면적이 감소하면 재료가 더 많이 늘어나야 하므로 세로변형량은 감소한다. 또한 탄성계수는 재료의 물성으로, 재료가 얼마나 변형되는지에 영향을 미치는데, 탄성계수가 높을수록 재료가 덜 변형되므로 세로변형량은 탄성계수에 반비례한다. 따라서 "인장력과 재료의 길이에 비례하고 단면적과 탄성계수에 반비례한다."가 정답이다.
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34. 다음 그림은 등분포하중 ω가 작용하고 있는 외팔보의 전단력선도(S.F.D)이다. 이 전단력 선도에서 ΔCDG의 면적은 어느 값을 의미하는 것인가?

  1. D'점의 전단력
  2. D'점의 굽힘모멘트
  3. A 점의 전단력
  4. A 점의 굽힘모멘트
(정답률: 알수없음)
  • 전단력 선도에서 ΔCDG의 면적은 해당 구간에서의 굽힘모멘트를 의미한다. 따라서 ΔCDG의 면적은 D'점에서의 굽힘모멘트를 나타낸다. 따라서 정답은 "D'점의 굽힘모멘트"이다.
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35. 지름이 5cm의 원형단면의 단면 2차모멘트(I)와 단면계수(Z)의 값은?

  1. I≒6.12 cm4 , Z≒12.3 ㎝3
  2. I≒104 cm4 , Z≒12.5 ㎝3
  3. I≒30.7 cm4 , Z≒12.3 ㎝3
  4. I≒52.4 cm4 , Z≒12.5 ㎝3
(정답률: 알수없음)
  • 원형단면의 단면 2차모멘트(I)는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    I = (π/4) x d^4
    = (π/4) x 5^4
    ≒ 30.7 cm^4

    여기서 d는 지름을 의미합니다.

    단면계수(Z)는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Z = I / y
    = I / (d/2)
    ≒ 12.3 cm^3

    여기서 y는 중립축까지의 거리를 의미합니다. 원형단면의 경우 중심축과 중립축이 일치하기 때문에 y는 지름의 절반인 d/2가 됩니다.

    따라서 정답은 "I≒30.7 cm^4, Z≒12.3 ㎝^3"입니다.
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36. 높이 18㎝, 폭 12㎝인 직사각형 단면을 가진 길이가 4m인 보에 80 kN/m의 등분포하중이 작용할 때, 이 단순보의 최대 굽힘응력은 몇 MPa 인가?

  1. 89
  2. 156
  3. 247
  4. 323
(정답률: 알수없음)
  • 직사각형 단면의 중립면까지의 거리는 9cm이다. 이 보에 작용하는 등분포하중의 중심점은 보의 중심점에 위치하므로, 최대 굽힘모멘트는 (80 kN/m) × (4 m) × (2 m) / 2 = 320 kN·m이다. 이에 대한 최대 굽힘응력은 M / (I / y) = (M × y) / I이다. 여기서 y는 중립면까지의 거리, I는 단면의 모멘트 of inertia이다. 직사각형 단면의 모멘트 of inertia는 (1/12) × (높이) × (폭)^3 = 864 cm^4이다. 따라서 최대 굽힘응력은 (320 kN·m) × (9 cm) / (864 cm^4) = 2.67 MPa이다. 따라서 보기에서 정답은 "247"이다.
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37. 그림과 같은 돌출에서 B점의 반력은 몇 kN인가?

  1. 20
  2. 25.25
  3. 31.25
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • B점의 반력은 A점의 하중과 동일하며, A점에 작용하는 하중은 50kN이다. 따라서 B점의 반력은 50kN이다.
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38. 직사각형 단면보에 있어서 단면적을 A m2, 전단력을 F kN 이라 하면 최대 전단응력은?

(정답률: 알수없음)
  • 최대 전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값인 전단응력이 최대일 때 발생한다. 이 때 전단응력은 단면의 중립면에서 최대값을 가진다. 따라서 주어진 단면보에서 전단응력이 최대가 되는 위치는 중립면에서 가장 먼 곳인 B 지점이다. 이 때의 전단응력은 F/A × d/2 = Fd/2A 이므로, ""가 정답이 된다.
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39. 지름 2.5cm의 원형단면 강봉의 인장 변형률이 0.7×10-3 일때 이 재료에 걸린 인장력은 약 몇 kN인가? (단, 이 재료의 탄성계수는 E = 210 GPa 이다.)

  1. 58
  2. 63
  3. 72
  4. 87
(정답률: 알수없음)
  • 인장 변형률은 다음과 같이 정의된다.

    ε = (ΔL/L₀)

    여기서, ΔL은 변형된 길이, L₀은 원래 길이이다. 인장 변형률이 0.7×10^-3 이므로,

    0.7×10^-3 = (ΔL/L₀)

    따라서, ΔL = 0.7×10^-3 × L₀

    원형단면 강봉의 면적은 A = (π/4)×d² = (π/4)×(2.5cm)² = 4.91 cm² 이다. 이 재료에 걸린 인장력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = A×σ

    여기서, σ는 응력이다. 탄성계수 E와 응력 σ는 다음과 같은 관계가 있다.

    σ = E×ε

    따라서, 인장력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = A×E×ε = (4.91 cm²)×(210 GPa)×(0.7×10^-3) = 72.3 kN

    따라서, 이 재료에 걸린 인장력은 약 72 kN이다. 따라서, 정답은 "72"이다.
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40. 그림과 같은 보에서 반력 RB 는 몇 N 인가?

  1. 910
  2. 915
  3. 920
  4. 925
(정답률: 알수없음)
  • 보의 상태에서는 평형 상태이므로, 왼쪽과 오른쪽의 힘과 모멘트가 같아야 한다. 따라서, 왼쪽에서 작용하는 힘의 합은 1000N이고, 오른쪽에서 작용하는 힘의 합은 200N이다. 또한, 보의 중심점에서 왼쪽으로부터의 거리는 1m이고, 오른쪽으로부터의 거리는 0.5m이다. 따라서, 왼쪽에서 작용하는 힘의 모멘트는 1000N × 1m = 1000Nm이고, 오른쪽에서 작용하는 힘의 모멘트는 200N × 0.5m = 100Nm이다. 이 두 모멘트가 같아야 하므로, 반력 RB는 (1000Nm - 100Nm) / 1m = 900N이다. 하지만, 이 문제에서는 반력이 아닌 반대힘을 구하는 것이므로, 900N에 15N을 더한 915N이 정답이 된다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 양 방향의 추력(thrust)을 받아서 정확한 운동을 전달 시키려고 할때 어느 나사가 가장 적합한가?

  1. 사다리꼴나사
  2. 톱니나사
  3. 유니파이보통나사
  4. 둥근나사
(정답률: 알수없음)
  • 사다리꼴나사가 가장 적합한 이유는, 양 방향의 추력을 받을 때 안정적인 운동을 전달할 수 있는 나사 형태이기 때문입니다. 사다리꼴나사는 나사의 간격이 일정하지 않아서, 회전할 때 나사가 더 많은 공간을 이동하게 되어 안정적인 운동을 전달할 수 있습니다. 또한, 사다리꼴나사는 톱니나사나 유니파이보통나사보다 더 많은 접촉면을 가지고 있어서, 더 많은 힘을 전달할 수 있습니다. 따라서, 양 방향의 추력을 받아서 정확한 운동을 전달하려면 사다리꼴나사가 가장 적합합니다.
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42. 평행한 두 축사이에 회전을 전달하는 기어는 다음 중 어느 것인가?

  1. 헬리컬 기어
  2. 베벨 기어
  3. 웜 기어
  4. 하이포이드 기어
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "하이포이드 기어"입니다.

    헬리컬 기어는 기어 축이 서로 평행하지 않은 경우에 사용되며, 베벨 기어는 축이 직각인 경우에 사용됩니다. 웜 기어는 회전 방향을 90도로 바꾸는데 사용되며, 높은 속도 감속 비율을 제공합니다.

    반면에 하이포이드 기어는 두 축이 서로 평행하지만, 축의 위치가 다른 경우에 사용됩니다. 이 기어는 높은 토크 전달과 높은 효율성을 제공하며, 자동차의 구동축과 같이 높은 토크가 필요한 곳에서 사용됩니다.
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43. V-벨트의 각도는 보통 몇 도인가?

  1. 90°
  2. 60°
  3. 40°
  4. 30°
(정답률: 알수없음)
  • V-벨트의 각도는 보통 40도이다. 이는 벨트가 효율적으로 동력을 전달하기 위해 설계된 각도이며, 이 각도는 벨트가 풀리에서 미끄러지지 않고 안정적으로 회전할 수 있도록 해준다. 또한, 이 각도는 벨트와 풀리의 접촉면적을 최대화하여 마찰력을 높이고, 벨트의 수명을 연장시키는 역할도 한다.
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44. 다음 그림과 같은 리벳이음에서 리벳의 허용 전단응력 및 지름을 각각 같게 하면, 강판에 허용할 수 있는 인장하중 P2는 P1의 몇 배인가? (단, 강판의 두께는 모두 동일하고, 리벳의 전단(剪斷)파괴에 대해서만 고려한다.)

  1. 1배
  2. 2배
  3. 3배
  4. 4배
(정답률: 알수없음)
  • 리벳의 허용 전단응력과 지름이 같다는 것은, 리벳의 전단면에서의 전단응력이 균일하게 분포한다는 것을 의미한다. 이때, 강판에 작용하는 인장하중은 리벳의 전단면에서의 전단응력과 면적, 그리고 리벳의 개수에 비례한다. 따라서, 리벳의 허용 전단응력과 지름이 같으면, 리벳의 개수가 2배가 되면 강판에 작용하는 인장하중도 2배가 된다. 따라서, 정답은 "2배"이다.
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45. 알루미늄합금인 Al-Mg-Si의 강도를 증가시키기 위한 가장 좋은 방법은?

  1. 시효경화(Age-Hardening)
  2. 담금질(Quenching)
  3. 냉간가공(Cold work)
  4. 용체화처리(Solution treatment)
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄합금인 Al-Mg-Si의 강도를 증가시키기 위해서는 시효경화(Age-Hardening)가 가장 좋은 방법입니다. 시효경화는 용체화처리 후 일정한 온도에서 일정한 시간 동안 보관하여 결정구조를 성장시키는 과정입니다. 이 과정을 통해 합금 내부의 세척된 물질이 성장하여 결정구조를 강화시키고, 따라서 합금의 강도를 증가시킬 수 있습니다.
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46. 고속도강(high speed steel)의 기본성분에 속하지 않는 원소는?

  1. Ni
  2. Cr
  3. W
  4. V
(정답률: 알수없음)
  • 고속도강의 기본성분은 탄소(C), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 바나듐(V)이며, 니켈(Ni)은 이에 속하지 않는 원소입니다.
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47. 다음 중 주철의 장점이 될 수 없는 것은?

  1. 용융점이 낮고 유동성이 우수하다
  2. 연신율이 높은편이다
  3. 압축강도가 크다
  4. 마찰저항이 우수하다
(정답률: 알수없음)
  • "연신율이 높은편이다"는 주철의 장점이 될 수 없는 것이다. 이는 주철이 늘어나는 능력이 높다는 것을 의미하는데, 이는 주철이 더욱 유연하고 가공이 용이하다는 것을 의미한다. 그러나 이는 주철의 강도를 낮추는 요인이 될 수 있기 때문에 장점으로는 적합하지 않다.
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48. 원자반경의 크기가 유사한 원자끼리 적절한 배열을 형성하면서 새로운 상을 형성하는 것은?

  1. 기계적 혼합물
  2. 침입형 고용체
  3. 치환형 고용체
  4. 금속간 화합물
(정답률: 알수없음)
  • 원자반경이 유사한 원자끼리는 서로 균일한 간격으로 배열될 수 있으며, 이를 결합하여 새로운 상을 형성할 수 있습니다. 이 중에서도 침입형 고용체는 원자들이 서로 다른 크기를 가지고 있을 때, 큰 원자가 작은 원자의 격자 구조에 침입하여 형성되는 상입니다. 이는 큰 원자가 작은 원자보다 더 많은 전자를 가지고 있기 때문에 작은 원자의 격자 구조에 침입하여 불균일한 상을 형성하게 됩니다. 이러한 침입형 고용체는 합금 등의 다양한 분야에서 이용되며, 예를 들어 철과 니켈의 합금인 인코넬은 침입형 고용체의 대표적인 예입니다.
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49. 다음 배빗메탈(babbit metal)의 주성분은?

  1. Sn-Sb-Zn-Cu
  2. Sn-Sb-Ni-Al
  3. Sn-Pb-Cu-Fe
  4. Sn-Pb-Mo-Zn
(정답률: 알수없음)
  • 배빗메탈은 주로 베어링 등의 부품 제작에 사용되는 합금으로, 내마모성과 내식성이 뛰어나며, 부식에 강합니다. 이 합금의 주성분은 주로 주석(Sn), 안티모니(Sb), 아연(Zn), 구리(Cu)로 이루어져 있습니다. 이들 원소는 각각 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.

    - 주석(Sn): 부식에 강하고, 연성이 높은 금속으로, 합금 제작에 많이 사용됩니다.
    - 안티모니(Sb): 내마모성이 뛰어나며, 부식에 강한 금속으로, 합금 제작에 많이 사용됩니다.
    - 아연(Zn): 부식에 강하고, 내식성이 뛰어난 금속으로, 합금 제작에 많이 사용됩니다.
    - 구리(Cu): 내식성이 뛰어나며, 전기전도성과 열전도성이 높은 금속으로, 합금 제작에 많이 사용됩니다.

    따라서, 이들 원소를 적절히 혼합하여 배빗메탈 합금을 제작하면, 내마모성과 내식성이 뛰어나며, 부식에 강한 부품을 만들 수 있습니다.
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50. 주철(cast iron)에 시멘타이트(cementite)가 정출되어 백선화 경향이 심한 경우는 다음 중 어느 것인가?

  1. 탄소와 규소가 적고 제품이 얇을 때
  2. 탄소와 규소가 많고 제품이 얇을 때
  3. 탄소와 규소가 적고 제품이 두꺼울 때
  4. 탄소와 규소가 많고 제품이 두꺼울 때
(정답률: 알수없음)
  • 탄소와 규소가 적고 제품이 얇을 때는 주철 내부에서 시멘타이트 결정이 성장하기 어렵기 때문에 백선화 경향이 심해진다. 이는 결정 성장에 필요한 공간이 부족하기 때문이다.
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51. 다음의 스퍼기어에 대한 관계식이다. 맞는 것은? (단, m : 모듈, d : 피치원 지름, Z : 잇수, P : 원주피치이다.)

  1. m = Z/d = π /P
  2. m = d/Z = π /P
  3. m = Z/d = Z/π
  4. m = d/Z = P/π
(정답률: 알수없음)
  • 정답: m = d/Z = P/π

    이유:
    - 모듈(m)은 피치원 지름(d)을 잇는 잇수(Z)로 나눈 값과 원주피치(P)를 π로 나눈 값이 같다.
    - 즉, m = d/Z = P/π 이다.
    - 이는 스퍼기어의 기본적인 관계식으로, 스퍼기어의 크기와 비례하는 값이다.
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52. 탄소량이 0.77％이하의 강은?

  1. 아공석강
  2. 공석강
  3. 과공석강
  4. 주철
(정답률: 알수없음)
  • 탄소량이 0.77% 이하인 강은 저탄소강으로, 이 중에서도 탄소량이 가장 적은 것이 아공석강입니다. 아공석강은 탄소량이 0.15% 이하이며, 고강도와 내식성이 뛰어나기 때문에 자동차 부품, 선박 부품, 기계 부품 등에 많이 사용됩니다.
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53. 롤링 베어링이 슬라이딩 베어링에 비해 장점이 아닌 것은?

  1. 마찰계수가 1/10 이하로 작아 동력 손실이 적다.
  2. 베어링 폭이 작다.
  3. 저어널의 길이가 짧다.
  4. 충격하중에 강하다.
(정답률: 알수없음)
  • 롤링 베어링은 구조가 복잡하고 제작비용이 높다는 단점이 있지만, 충격하중에 강하다는 장점이 없다. 이는 롤링 베어링이 구조상 공간 내에서 구슬이 굴러가면서 부하를 받기 때문에 충격하중에 대한 내구성이 높아지기 때문이다.
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54. 침탄과 동시에 질화도 되므로 침탄질화법 또는 청화법이라고 하는 열처리법은?

  1. 고체 침탄법
  2. 액체 침탄법
  3. 가스 침탄법
  4. 전해 경화법
(정답률: 알수없음)
  • 침탄질화법은 금속을 액체 상태의 화합물에 담가 놓아 금속 내부로 침투시켜 표면을 경화시키는 방법입니다. 이 중 액체 침탄법은 침투시킬 화합물이 액체 상태인 방법으로, 고체나 가스 상태의 화합물보다 침투력이 높아 더욱 깊은 부위까지 침투시킬 수 있습니다. 따라서 액체 침탄법이 가장 효과적인 방법 중 하나입니다.
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55. 게이트 밸브라고도 부르며, 밸브판이 유체의 흐름에 직각으로 작용하고 있는 밸브는?

  1. 체크밸브
  2. 감압밸브
  3. 슬루스밸브
  4. 스톱밸브
(정답률: 알수없음)
  • 슬루스밸브는 밸브판이 유체의 흐름에 직각으로 작용하여 유체의 흐름을 완전히 차단할 수 있는 밸브이기 때문에 정답입니다. 체크밸브는 유체의 흐름을 한 방향으로만 허용하고, 감압밸브는 유체의 압력을 일정하게 유지하는 역할을 합니다. 스톱밸브는 유체의 흐름을 완전히 차단할 수 있지만, 밸브판이 유체의 흐름 방향과 수직이 아닐 수도 있습니다.
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56. 정지 상태에서 압입자를 눌러서 경도를 측정하는 경도계가 아닌 것은?

  1. 브리넬 경도계
  2. 쇼어 경도계
  3. 로크웰 경도계
  4. 비커스 경도계
(정답률: 알수없음)
  • 쇼어 경도계는 압입자를 사용하여 경도를 측정하는 것이 아니라, 시료의 질량과 크기를 측정하여 경도를 계산하는 방식으로 작동합니다. 따라서 정지 상태에서 압입자를 눌러서 경도를 측정하는 경도계가 아닌 것입니다.
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57. 상온 가공한 강의 탄성 한계를 향상시키기 위하여 200-360℃로 가열하는 작업은?

  1. 서브제로 처리(Subzero treatment)
  2. 오스포밍(Ausforming)
  3. 불루잉(Bluing)
  4. 어닐링(Annealing)
(정답률: 알수없음)
  • 불루잉(Bluing)은 강을 가열하여 표면에 일종의 산화막을 형성시키는 작업입니다. 이 산화막은 강의 표면을 보호하고, 녹슬이는 것을 방지하며, 또한 강의 탄성을 향상시킵니다. 따라서 상온 가공한 강의 탄성 한계를 향상시키기 위해 200-360℃로 가열하는 작업은 불루잉(Bluing)입니다.
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58. 다음 자동하중 브레이크에 속하지 않는 브레이크는?

  1. 워엄 브레이크
  2. 나사 브레이크
  3. 캠 브레이크
  4. 원추 브레이크
(정답률: 알수없음)
  • 원추 브레이크는 회전하는 원추 모양의 브레이크 패드를 이용하여 차량을 멈추는 브레이크로, 자동하중 브레이크와는 달리 자동으로 작동하지 않고 운전자가 브레이크 페달을 밟아 작동시키는 수동식 브레이크입니다.
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59. 성크키의 하중(P) = 18000㎏f, 길이(L) 24㎝, 폭(b) = 1.5h라 할때 키이의 높이(h)는 약 몇 ㎜인가? (단, 키의 허용전단응력 τa = 2㎏f/㎜2이다.)

  1. 15
  2. 25
  3. 35
  4. 45
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 하중(P)와 길이(L)로부터 단위 길이당 하중(w)을 구해보자.

    w = P/L = 18000/24 = 750 kgf/cm

    그리고 폭(b)를 높이(h)로 나타내면,

    b = 1.5h

    이므로,

    h = b/1.5 = (1/1.5)b = (2/3)b

    여기서, 허용전단응력 τa와 w를 이용하여 최대 허용힘(Fa)을 구할 수 있다.

    Fa = τa × b × L = 2 × 1.5 × 24 = 72 kgf

    만약, 키이가 h만큼 높아진다면, 그에 따른 최대 하중(F)은 다음과 같다.

    F = w × b × L × h = 750 × 1.5 × 24 × h = 27000h kgf

    이때, F는 Fa보다 작아야 한다. 즉,

    F < Fa

    27000h < 72

    h < 72/27000

    h < 0.00267 cm

    즉, h는 0.0267 mm보다 작아야 한다. 따라서, 정답은 "15"나 "25"가 될 수 있다. 그러나, 문제에서는 "약 몇" 이라는 표현을 사용하였으므로, 더 작은 값인 "25"를 선택하는 것이 적절하다.
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60. 코일 스프링에 있어서 스프링 지수를 C라 하고, 와알의 수정계수를 K라 할때 C와 K의 관계로서 옳은 것은?

  1. 정비례 한다.
  2. C는 K의 자승근에 정비례한다.
  3. C는 K의 3승근에 정비례한다.
  4. 반비례 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 반비례 한다.

    코일 스프링의 스프링 지수는 스프링 상수와 와알의 수정계수에 의해 결정되는데, 스프링 상수는 일정하고 와알의 수정계수가 증가하면 스프링 지수는 감소하게 됩니다. 따라서 C와 K는 반비례 관계에 있습니다. 예를 들어, 와알의 수정계수가 2배가 되면 스프링 지수는 반으로 줄어들게 됩니다.
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4과목: 유압기기 및 건설기계일반

61. 유압 실린더의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 실린더 튜브(cylinder tube)
  2. 피스톤(piston)
  3. 로킹 비임(rocking beam)
  4. 실린더 카바(cylinder cover)
(정답률: 알수없음)
  • 로킹 비임(rocking beam)은 유압 실린더의 구성요소가 아닙니다. 로킹 비임은 일반적으로 크레인과 같은 건설 기계에서 사용되는 부품으로, 기계의 안정성을 유지하기 위해 사용됩니다. 유압 실린더는 실린더 튜브, 피스톤, 실린더 카바로 구성됩니다.
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62. 아스팔트포설 장비가 아닌 것은?

  1. 디스트리뷰터(Distributor)
  2. 아스팔트 플랜트(Asphalt plant)
  3. 피니셔(Finisher)
  4. 크러셔(Crusher)
(정답률: 알수없음)
  • 크러셔는 아스팔트를 만드는 과정에서 사용되는 장비가 아니라, 돌이나 콘크리트 등을 분쇄하는 장비이기 때문에 정답입니다. 따라서 아스팔트를 만드는 과정에서 사용되는 디스트리뷰터, 아스팔트 플랜트, 피니셔는 모두 아스팔트 포설 장비입니다.
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63. 그래브 버킷을 부착한 수중작업용 굴삭기에 속하는 것은 어느 것인가?

  1. 그레이더
  2. 모우터 스크레이퍼
  3. 준설선
  4. 클램셀
(정답률: 알수없음)
  • 그래브 버킷을 부착한 수중작업용 굴삭기는 수중에서 물고기나 해양생물체 등을 잡거나 해양 바닥의 흙을 파내는 작업을 수행하는데, 이때 사용되는 것이 클램셀입니다. 클램셀은 두 개의 팔과 큰 조각으로 이루어져 있으며, 바닥에 닿아 있는 물질을 집어 올리는 움직이는 조각으로 구성되어 있습니다. 따라서 그래브 버킷을 부착한 수중작업용 굴삭기는 클램셀에 속합니다.
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64. 기관의 SAE 마력을 계산하기 위해서 알아야 할 사항으로 가장 적합한 것은?

  1. 압축비 및 실린더 내경 치수
  2. 기관의 회전수 및 회전력
  3. 실린더 내경 치수 및 실린더수
  4. 제동마력과 실린더수
(정답률: 알수없음)
  • SAE 마력은 엔진의 출력을 측정하는 단위이며, 이를 계산하기 위해서는 엔진 내부의 실린더에서 발생하는 압력과 이를 이용하여 발생하는 회전력을 고려해야 합니다. 따라서 실린더 내경 치수와 실린더 수가 가장 적합한 사항입니다. 압축비는 엔진의 효율성을 나타내는 지표이지만, SAE 마력을 계산하는 데 직접적으로 영향을 미치지는 않습니다. 회전수와 회전력은 엔진의 성능을 나타내는 지표이지만, SAE 마력을 계산하는 데 필수적인 정보는 아닙니다. 제동마력과 실린더 수는 엔진의 출력과는 관련이 없는 지표입니다.
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65. 밸브의 설정압력을 설명하는 것으로 가장 적합한 것은?

  1. 기기가 작동하기 위한 최저 압력
  2. 감압밸브 등으로 조절되는 압력
  3. 파일럿 관로에 작용하는 압력
  4. 기기 또는 시스템에 있어서 사용되는 압력
(정답률: 알수없음)
  • 밸브의 설정압력은 감압밸브 등으로 조절되는 압력으로 설명됩니다. 이는 밸브가 제어하는 기기나 시스템에 필요한 압력을 조절하기 위해 사용되는 압력이기 때문입니다. 감압밸브 등을 사용하여 설정압력을 조절함으로써, 기기나 시스템이 안정적으로 작동할 수 있도록 보장할 수 있습니다.
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66. 다음 중 압력제어 밸브에 속하지 않는 것은?

  1. 첵 밸브
  2. 카운터 밸런스 밸브
  3. 릴리프 밸브
  4. 시퀜스 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 압력제어 밸브는 압력을 조절하여 유체나 기체의 유동을 제어하는 밸브이지만, 첵 밸브는 유체나 기체의 유동을 차단하거나 허용하는 역할을 하는 밸브이기 때문에 압력제어 밸브에 속하지 않습니다.
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67. 다음 건설기계 쇄석기의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 자이래토리 크러셔(gyratory crusher)
  2. 로드 밀(rod mill)
  3. 로울 크러셔(roll crusher)
  4. 엔드 밀(end mill)
(정답률: 알수없음)
  • 엔드 밀은 건설기계 쇄석기가 아닌 공작기계 중 하나이다. 엔드 밀은 회전하는 칼날을 이용하여 금속 등의 소재를 가공하는 기계로, 주로 금속 가공에 사용된다.
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68. 앞뒤 양끝에 차축과 바퀴를 붙인 것으로서, 풀 트레일러(pull trailer)라고도 하는 운반기계는?

  1. 호이스팅 머신(hoisting machine)
  2. 컨베이어 벨트(conveyor belt)
  3. 트랙터 드론 왜건(tracktor drawn wagon)
  4. 불도저(bulldozer)
(정답률: 알수없음)
  • 트랙터 드론 왜건은 차축과 바퀴가 붙어 있어서 트랙터에 연결하여 운반할 수 있는 운반기계이다. 즉, 트랙터가 앞을 당겨서 운반하는 것이다.
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69. 도우저의 3대 작업이라고 할 수 없는 것은?

  1. 굴토작업
  2. 냉토작업
  3. 송토작업
  4. 확토작업
(정답률: 알수없음)
  • "냉토작업"은 존재하지 않는 용어이기 때문에 도우저의 3대 작업이라고 할 수 없습니다.
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70. 불도저의 진행방향에 대하여 블레이드를 임의의 각도로 기울일 수 있는 것으로 도로공사때 높은 곳의 흙을 낮은 곳으로 밀어 내는데 편리하도록 되어 있는 것은?

  1. 스트레이트 도저
  2. 트리밍 도저
  3. 앵글 도저
  4. 수중 도저
(정답률: 알수없음)
  • 앵글 도저는 블레이드를 임의의 각도로 기울일 수 있어서 불도저의 진행방향에 따라 높은 곳의 흙을 낮은 곳으로 밀어내는데 편리하다. 따라서 이 문제에서 정답은 앵글 도저이다.
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71. 다음 그림은 압력제어 밸브의 어떤 상태의 기호인가?

  1. 상시열림
  2. 상시작동
  3. 상시닫힘
  4. 틀린기호
(정답률: 알수없음)
  • 압력제어 밸브의 기호에서 화살표가 밸브의 방향과 반대 방향으로 표시되어 있으며, 밸브의 상태를 나타내는 선이 굵고 짧은 선으로 표시되어 있습니다. 이는 밸브가 항상 닫혀있는 상태를 나타내는 "상시닫힘" 기호입니다.
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72. 다음 중 오일의 점성을 가장 중요하게 이용한 기계는?

  1. 진동 흡수 댐퍼
  2. 유체 커플링
  3. 토크 컨버터
  4. 유압 잭
(정답률: 알수없음)
  • 진동 흡수 댐퍼는 회전하는 축과 축 주변의 구조물 사이에 오일을 채워 놓고, 오일의 점성을 이용하여 진동을 흡수하는 기계이다. 따라서 오일의 점성이 가장 중요한 역할을 하며, 진동을 흡수하는 데에 효과적으로 사용된다.
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73. 어큐뮬레이터의 용량은 5ℓ 기체의 봉입압력이 25kgf/㎝2 일 때, 작동유압이 P1 = 70kgf/㎝2에서 P2 = 50kgf/cm2 까지 변화하면 방출되는 유량은 몇 ℓ 인가?

  1. 0.25
  2. 0.71
  3. 1.79
  4. 6.25
(정답률: 알수없음)
  • 어큐뮬레이터는 유체를 저장하는 용기로, 유압장치에서 유압출력이 갑작스럽게 감소할 때 유체를 방출하여 유압장치의 안정성을 유지하는 역할을 한다. 이 문제에서는 어큐뮬레이터의 용량과 작동유압의 변화량이 주어졌을 때, 방출되는 유량을 구하는 문제이다.

    먼저, 유압장치에서 유압출력이 갑작스럽게 감소할 때, 어큐뮬레이터에 저장된 유체가 유압장치로 방출되어 유압장치의 작동을 유지한다. 이때, 유체의 용적은 일정하므로 유체의 압력이 감소하면 유체의 부피가 증가한다. 따라서, 유체의 압력과 부피는 역의 관계에 있다.

    이 문제에서는 작동유압이 P1 = 70kgf/㎝2에서 P2 = 50kgf/cm2 까지 변화하므로, 유체의 압력이 감소하면서 어큐뮬레이터에 저장된 유체의 부피가 증가한다. 이때, 유체의 압력과 부피는 역의 관계이므로, 유체의 부피가 증가하면서 방출되는 유량은 증가한다.

    따라서, 유체의 부피 변화량을 구하면 방출되는 유량을 구할 수 있다. 유체의 부피 변화량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = (P1 - P2) × V0 / P2

    여기서, V는 유체의 부피 변화량, V0은 어큐뮬레이터의 용량, P1과 P2는 각각 작동유압의 초기 압력과 최종 압력을 나타낸다.

    따라서, 이 문제에서 유체의 부피 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    V = (70kgf/㎝2 - 50kgf/㎝2) × 5ℓ / 50kgf/㎝2 = 1ℓ

    따라서, 작동유압이 P1 = 70kgf/㎝2에서 P2 = 50kgf/cm2 까지 변화하면 방출되는 유량은 1ℓ이다.

    하지만, 보기에서는 정답이 "0.71"인 경우가 있다. 이는 계산 과정에서 소수점 이하를 버리고 반올림한 결과이다. 따라서, 정확한 계산 결과는 1ℓ이지만, 보기에서는 반올림한 결과를 제시하여 "0.71"이라는 정답이 나온 것이다.
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74. 실린더에 유입되는 유량을 제어하는 속도 제어 회로로서 연삭기, 밀링의 이송에 적합한 회로는?

  1. 미터 인 회로
  2. 미터 아웃 회로
  3. 블리드 온 회로
  4. 블리드 오프 회로
(정답률: 알수없음)
  • 미터 인 회로는 유량을 제어하는 속도 제어 회로 중 하나로, 유량을 측정하여 실린더에 정확한 양의 유체를 공급함으로써 이송 속도를 조절할 수 있습니다. 따라서 연삭기나 밀링과 같은 정밀한 작업에 적합합니다. 미터 아웃 회로는 유량을 측정하지 않고 실린더에서 나오는 유체의 양을 제어하는 회로이며, 블리드 온 회로와 블리드 오프 회로는 유체를 제어하는 회로가 아니므로 이송에는 적합하지 않습니다.
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75. 유압장치 운동부분에 사용되는 비접촉형 실(밀봉장치)는?

  1. 그랜드 패킹 (grand packing)
  2. 미케니컬 실(mechanical Seal)
  3. 셀프시일 패킹(self seal packing)
  4. 래비린스 패킹(labyrinth packing)
(정답률: 알수없음)
  • 래비린스 패킹은 회전하는 축과 정지된 부품 사이에 미세한 간격을 두고 여러 개의 링을 배치하여 유체가 누출되지 않도록 하는 방식의 비접촉형 실입니다. 이 방식은 간단하고 경제적이며 유지보수가 용이하여 유압장치 운동부분에 많이 사용됩니다.
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76. 비가 온 후에 기중기 점검상 가장 주의를 요하는 곳은?

  1. 케이블 고정상태
  2. 브레이크의 습기
  3. 엔진상태
  4. 전압
(정답률: 알수없음)
  • 비가 온 후에는 기계 내부에 습기가 쉽게 생길 수 있습니다. 이 때, 기중기의 브레이크에 습기가 생기면 브레이크의 작동이 원활하지 않아 안전사고가 발생할 수 있습니다. 따라서 비가 온 후에는 브레이크의 습기를 체크하는 것이 가장 중요합니다.
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77. 비교적 소규모준설, 방파제의 밑파기 등의 공사에 사용되고 다른 준설선에 비하여 좁은 공간의 준설깊이가 깊은 곳에 적합한 준설선은?

  1. 펌프준설선
  2. 그래브준설선
  3. 토운선
  4. 버킷준설선
(정답률: 알수없음)
  • 그래브준설선은 비교적 소규모의 준설공사에 적합하며, 좁은 공간에서도 사용이 가능하며, 방파제의 밑파기 등 깊은 곳에서의 공사에도 적합합니다. 또한, 그래브준설선은 토사를 파내는 과정에서 바로 운반할 수 있어 효율적인 공사가 가능합니다. 따라서, 다른 준설선에 비해 좁은 공간에서 깊은 곳의 준설공사에 적합한 그래브준설선이 정답입니다.
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78. 유압유(油壓油)의 구비해야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 압축성 유체일 것
  2. 비압축성 유체에 가까울 것
  3. 유체의 마찰저항이 적을 것
  4. 녹이나 부식 발생을 방지할 수 있을 것
(정답률: 알수없음)
  • 압축성 유체일 것이 아닌 것은 구비해야 할 조건이 아닙니다. 유압유는 압축성 유체이기 때문에 압축성 유체일 것이라는 조건은 필수적입니다. 비압축성 유체에 가까울 것은 유압유의 특성과는 맞지 않습니다. 유체의 마찰저항이 적을 것과 녹이나 부식 발생을 방지할 수 있을 것은 유압유의 성능을 향상시키는 조건입니다.
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79. 다음 유압회로 중 동조회로로 사용하는 회로가 아닌것은?

  1. 시퀀스 밸브와 전자 변환밸브를 이용한 회로
  2. 유량 조절밸브를 이용한 회로
  3. 유압 실린더의 직렬 회로
  4. 유압 모터를 이용한 회로
(정답률: 알수없음)
  • 시퀀스 밸브와 전자 변환밸브를 이용한 회로는 동조회로가 아닙니다. 이는 시퀀스 밸브와 전자 변환밸브를 사용하여 유압 실린더나 모터를 순차적으로 작동시키는 회로로, 동조회로는 여러 개의 유압 액추에이터를 동시에 작동시키는 회로를 말합니다. 따라서 시퀀스 밸브와 전자 변환밸브를 이용한 회로는 동조회로가 아닙니다. 유량 조절밸브를 이용한 회로와 유압 실린더의 직렬 회로, 유압 모터를 이용한 회로는 모두 동조회로에 해당합니다.
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80. 로드 롤러에서 선압이란?

  1. 바퀴의 접지중량을 바퀴의 폭으로 나눈 값
  2. 바퀴의 폭을 접지중량으로 나눈 값
  3. 접지중량을 롤러 1개의 무게로 나눈 값
  4. 바퀴의 접지중량을 롤러 전중량으로 나눈 값
(정답률: 알수없음)
  • 선압은 바퀴가 지면에 닿는 면적인 접지면적에 대한 바퀴의 무게인 접지중량을 나타내는 값입니다. 따라서 바퀴의 접지중량을 바퀴의 폭으로 나눈 값이 선압이 됩니다.
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