건설기계설비산업기사 필기 기출문제복원 (2009-07-26)

건설기계설비산업기사
(2009-07-26 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 절삭가공에 있어서 구성인선의 발생을 방지하는 방법이 아닌 것은?

  1. 절삭 깊이를 크게 한다.
  2. 경사각(rake angle)을 크게 한다.
  3. 윤활성이 좋은 절삭 유제를 사용한다.
  4. 절삭속도를 크게 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 절삭 깊이를 크게 하면 구성인선 발생이 더욱 심해질 수 있기 때문에, 절삭가공에 있어서 구성인선의 발생을 방지하는 방법으로는 올바르지 않다. 오히려, 절삭 깊이를 작게 하면서 경사각을 크게 하고, 윤활성이 좋은 절삭 유제를 사용하며, 적절한 절삭속도를 유지하는 것이 구성인선 발생을 방지하는데 효과적인 방법이다.
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2. 판금가공에서 강판의 스프링 백(spring back)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 동일 조건에서 탄성 강도가 큰 판재일수록 스프링 백의 양은 커진다.
  2. 동일 조건에서 구부림 반지름이 같을 때에는 두께가 두꺼울수록 스프링 백의 양은 작아진다.
  3. 동일 조건에서 구부림 반지름이 클수록 스프링 백의 양은 커진다.
  4. 동일 조건에서 굽힘 각도가 예리할수록 스프링 백의 양은 작아진다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "동일 조건에서 굽힘 각도가 예리할수록 스프링 백의 양은 작아진다."가 아닌 "동일 조건에서 구부림 반지름이 클수록 스프링 백의 양은 커진다."이다.

    굽힘 각도가 예리할수록 스프링 백의 양은 작아지는 이유는, 굽힘 각도가 예리할수록 판재가 더 많이 변형되기 때문이다. 이에 따라 판재 내부의 응력이 분산되어 스프링 백의 양이 감소한다.

    반면, 구부림 반지름이 클수록 판재 내부의 응력이 집중되어 스프링 백의 양이 증가한다. 이는 판재가 구부러질 때 판재의 표면과 내부 간의 거리가 멀어지기 때문이다. 따라서 동일 조건에서 구부림 반지름이 작을수록 스프링 백의 양이 작아진다.
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3. 전기 용융법에 해당하며 아크열이 아닌 용융 슬래그 속에서 전극 와이어를 연속적으로 공급하여 슬래그 안에서 흐르는 전류의 저항열을 이용하여 용접하는 방법은?

  1. 일렉트로 슬래그 용접
  2. 테르밋 용접
  3. 원자 수소 용접
  4. 플라즈마 아크 용접
(정답률: 알수없음)
  • 일렉트로 슬래그 용접은 전극 와이어를 연속적으로 공급하여 용융 슬래그 안에서 흐르는 전류의 저항열을 이용하여 용접하는 방법이기 때문에 정답입니다. 이 방법은 아크열이 아닌 슬래그 안에서 전류를 통해 용접을 하기 때문에 슬래그 용접이라고도 불립니다.
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4. 비교측정법과 비교한 직접측정법의 특징을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 측정 범위가 넓다.
  2. 수량이 적고, 종류가 많은 제품의 측정에 유리하다.
  3. 측정물의 실제 치수를 직접 읽을 수 있다.
  4. 기준 치수인 표준 게이지가 필요하다.
(정답률: 알수없음)
  • "기준 치수인 표준 게이지가 필요하다."는 직접측정법의 특징이 아니라 비교측정법의 특징입니다. 비교측정법은 측정 대상과 비교하여 측정하는 방법으로, 기준 치수인 표준 게이지가 필요합니다. 반면에 직접측정법은 측정 대상의 실제 치수를 직접 읽어 측정하는 방법으로, 기준 치수인 표준 게이지가 필요하지 않습니다. 따라서 "기준 치수인 표준 게이지가 필요하다."는 직접측정법의 특징이 아니라 비교측정법의 특징입니다.
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5. 정밀 입자 가공에서 호닝(honing)의 결과에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 표면 거칠기를 좋게 할 수 있다.
  2. 최소의 발열과 변형으로 신속하고 경제적인 정밀가공을 할 수 있다.
  3. 전(前)공정에서 나타난 테이퍼, 진원도 또는 진직도의 오차를 수정할 수 있다.
  4. 호닝에 의하여 구멍의 위치를 변경시킬 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "호닝에 의하여 구멍의 위치를 변경시킬 수 있다."는 틀린 설명입니다. 호닝은 구멍의 크기와 표면 거칠기를 개선하고, 전공정에서 발생한 오차를 수정하는 과정입니다. 구멍의 위치를 변경시키는 것은 다른 가공 과정이 필요합니다.
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6. 용접의 특징을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 이음 접합부의 이음 효율이 높다.
  2. 접합부의 기밀성과 수밀성, 유일성이 양호하다.
  3. 제품이 무거워지고 가공 공수가 많이 든다.
  4. 열의 영향으로 잔류응력과 변형이 발생할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 용접은 기존의 부품을 연결하여 하나의 제품을 만드는 공정으로, 이음 접합부의 이음 효율이 높고 접합부의 기밀성과 수밀성, 유일성이 양호하다는 특징이 있습니다. 그러나 제품이 무거워지고 가공 공수가 많이 들어가는 단점이 있으며, 열의 영향으로 잔류응력과 변형이 발생할 수 있다는 것도 알려져 있습니다.
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7. 각도 측정기에 해당 되는 것은?

  1. 마이크로미터
  2. 공기마이크로미터
  3. 버니어캘리퍼스
  4. 컴비네이션 세트
(정답률: 알수없음)
  • 각도 측정기는 여러 도구들의 조합으로 이루어진 세트이기 때문에 "컴비네이션 세트"가 정답입니다. 마이크로미터와 공기마이크로미터는 길이 측정에 사용되는 도구이며, 버니어캘리퍼스는 길이와 굵기 측정에 사용되는 도구입니다. 하지만 각도 측정기는 각도를 측정하는 도구들의 조합으로 이루어져 있기 때문에 "컴비네이션 세트"가 정답입니다.
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8. 연삭에서 글레이징(glazing)의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 숫돌의 결합도가 너무 크다.
  2. 숫돌의 주속도가 너무 빠르다.
  3. 숫돌 재질이 가공물 재질에 적합하지 않다.
  4. 연삭숫돌 입도가 너무 작거나 연삭 깊이가 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 연삭숫돌 입도가 너무 작거나 연삭 깊이가 작다는 것은 연삭 작업이 충분히 이루어지지 않았다는 것을 의미합니다. 이로 인해 가공물 표면에 필요한 정확한 형상이 형성되지 않고, 표면이 매끄럽지 않아 글레이징이 발생할 수 있습니다. 따라서 충분한 연삭 작업이 필요합니다.
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9. 금속재료의 소성을 이용하여 가공하는 방법인 소성가공법의 종류에 해당되지 않는 것은?

  1. 단조
  2. 압연
  3. 압출
  4. 절삭
(정답률: 알수없음)
  • 절삭은 금속재료의 소성을 이용하여 가공하는 방법 중 하나이지만, 절삭은 금속재료를 회전하는 공구에 날을 갖춘 칼날을 이용하여 자르는 방법으로, 금속재료의 형태를 바꾸는 것이 아니기 때문에 소성가공법의 종류에 해당되지 않습니다.
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10. 아베의 원리(Abbe's primciple)에 대하여 가장 적합한 설명은?

  1. 측정기의 측정면 모양은 피측정물의 외형이 곡면에는 평면, 안지름에는 구면이나 곡면을 사용한다.
  2. 피측정물과 표준자와는 측정방향에 있어서 일직선 위에 배치하여야 한다.
  3. 측정시 눈의 위치를 언제나 눈금판에 대하여 수직이 되도록 한다.
  4. 측정자의 마모를 적게 하기 위하여 내마모성이 큰 재료를 선택한다.
(정답률: 알수없음)
  • 아베의 원리는 측정기의 측정면과 피측정물의 형상이 일치하지 않을 경우 발생하는 오차를 최소화하기 위해, 측정기의 측정면 모양은 피측정물의 외형이 곡면에는 평면, 안지름에는 구면이나 곡면을 사용하며, 피측정물과 표준자와는 측정방향에 있어서 일직선 위에 배치하여야 한다는 원리입니다. 이는 측정기의 측정면과 피측정물의 형상이 일치하면서도 측정방향이 일직선 상에 있기 때문에 정확한 측정이 가능해지기 때문입니다.
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11. 상목과 하목을 서로 경사지게 교차시킨 것으로 일반금속의 다듬질에 사용되는 줄은?

  1. 단목줄
  2. 복목줄
  3. 귀목줄
  4. 파목줄
(정답률: 알수없음)
  • 복목줄은 상목과 하목을 서로 경사지게 교차시켜 다듬질 작업을 할 때 사용되는 줄입니다. 이는 상목과 하목을 고정시켜주며, 작업자가 줄을 당겨 다듬질 작업을 수행할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 일반금속의 다듬질 작업에 많이 사용되는 줄입니다.
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12. 강을 A3~Acm 변태점보다 약 40~60℃ 정도의 높은 온도로 가열하여 균일한 오스테아니트 조직으로 한 후에 공기 중에서 냉각하는 작업은?

  1. 담금질(quenching)
  2. 뜨임(tempering)
  3. 서브제로처리(sub-zero treatment)
  4. 불림(normalizing)
(정답률: 알수없음)
  • 강을 불림(normalizing) 처리하는 것은 강을 균일한 구조로 만들기 위해 사용되는 열처리 방법 중 하나입니다. 이 방법은 강을 A3~Acm 변태점보다 약 40~60℃ 정도의 높은 온도로 가열하여 균일한 오스테아니트 조직으로 만든 후, 공기 중에서 냉각하는 작업입니다. 이 방법은 강의 내부 응력을 제거하고 강의 구조를 균일하게 만들어주는 효과가 있습니다. 따라서 강의 가공성과 인성을 향상시키는데 도움이 됩니다.
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13. 일반적인 비파괴 시험법의 종류가 아닌 것은?

  1. 초음파 탐상 시험
  2. 피로 시험
  3. 액체침투 탐상 시험
  4. 방사선투과 시험
(정답률: 알수없음)
  • 피로 시험은 물질의 피로 파괴 특성을 측정하는 시험으로, 일반적인 비파괴 시험법이 아닙니다. 이 시험은 재료의 내구성을 평가하기 위해 사용되며, 반복적인 하중에 의해 재료가 얼마나 많은 주기를 견딜 수 있는지를 측정합니다.
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14. 치공구의 3요소로 거리가 먼 것은?

  1. 위치결정면
  2. 위치결정구
  3. 공구안내
  4. 클램프
(정답률: 알수없음)
  • 위치결정면과 위치결정구는 모두 치공구의 위치를 결정하는 요소이지만, 공구안내는 치공구의 사용 방법이나 기능 등을 안내하는 요소이므로 거리가 먼 것입니다. 클램프는 치공구를 고정하는 요소로, 위치 결정에도 사용될 수 있지만 공구안내와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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15. 목형용 목재의 구비조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 변형이 적어야 한다.
  2. 재질이 균일하여야 한다.
  3. 수분과 수지의 함유량이 많아야 한다.
  4. 가공이 용이해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 수분과 수지의 함유량이 많아야 한다는 것은 옳지 않은 구비조건입니다. 목재의 수분과 수지 함유량이 많으면 목재가 무거워지고, 변형이 심해지며, 가공이 어려워집니다. 따라서 목재의 수분과 수지 함유량은 적당한 수준으로 유지되어야 합니다.
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16. 방전가공에 대한 설명으로 맞지 않는 것은?

  1. 전극재료는 일반적으로 아연, 크롬 등을 이용한다.
  2. 통전성을 지닌 금속에 대해 가공을 용이하게 할 수 있다.
  3. 전극의 형상대로 복잡한 모양을 정밀하게 가공할 수 있다.
  4. 전극 재료의 가공이 용이하다.
(정답률: 알수없음)
  • 전극재료는 일반적으로 아연, 크롬 등을 이용한다는 설명이 맞지 않는다. 전극재료는 일반적으로 구리, 알루미늄, 탄소 등이 사용된다.
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17. 리드 스크류의 피치가 4mm인 미국식 선반에서 나사의 피치가 1mm인 나사를 가공하려고 할 때, 변환기어(주축에 연결된 기어, 어미나사에 연결된 기어)의 이 수는?

  1. 20, 80
  2. 125, 100
  3. 10, 50
  4. 30, 90
(정답률: 알수없음)
  • 리드 스크류의 피치가 4mm이므로, 1회전당 이동 거리는 4mm가 된다. 이에 비해 가공하려는 나사의 피치는 1mm이므로, 1회전당 이동 거리는 1mm가 된다. 따라서 변환기어의 이 수는 리드 스크류의 1회전당 이동 거리(4mm)를 가공하려는 나사의 1회전당 이동 거리(1mm)로 나눈 값이 된다. 이 값은 4이므로, 변환기어의 이 수는 20과 80의 배수가 된다. 따라서 정답은 "20, 80"이 된다.
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18. 침탄체인 KCN 또는 NaCN 등에 촉진제인 염화물이나 탄산염 등을 첨가하여 강제(鋼製)상자에 넣어 가열한 후 용해시킨 염욕 중에 제품을 일정시간 두면, 탄소와 질소가 동시에 강재의 표면에 침입 확산시키는 표면 경화법으로 첨화법이라고도 하는 것은?

  1. 고주파 경화법
  2. 크로마이징
  3. 시안화법
  4. 불꽃 경화법
(정답률: 알수없음)
  • 시안화법은 KCN 또는 NaCN 등의 침탄체인에 촉진제인 염화물이나 탄산염 등을 첨가하여 강제상자에 넣어 가열한 후 용해시킨 염욕 중에 제품을 일정시간 두면, 탄소와 질소가 동시에 강재의 표면에 침입 확산시키는 표면 경화법입니다. 따라서 정답은 시안화법입니다.
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19. 내경 측정에 사용되는 측정기가 아닌 것은?

  1. 내측 마이크로미터
  2. 실린더 게이지
  3. 버니어 캘리퍼스
  4. 옵티컬 플랫
(정답률: 알수없음)
  • 옵티컬 플랫은 평면도를 측정하는데 사용되는 도구로, 내경 측정에 사용되는 측정기가 아닙니다. 내경 측정에 사용되는 측정기는 내측 마이크로미터, 실린더 게이지, 버니어 캘리퍼스 등이 있습니다.
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20. 선삭에서 칩 브레이커가 가장 필요한 경우는 어떤 형태의 칩이 발생될 때인가?

  1. 유동형 칩
  2. 전단형 칩
  3. 경작형 칩
  4. 균일형 칩
(정답률: 알수없음)
  • 선삭에서 칩 브레이커가 가장 필요한 경우는 유동형 칩이 발생될 때이다. 이는 칩이 자유롭게 움직이며 제어하기 어려운 상태로 발생하는데, 이러한 칩은 공구나 기계에 손상을 일으키거나 가공품의 품질을 저하시킬 수 있기 때문이다. 따라서 유동형 칩을 브레이크하여 안정적인 가공을 위해 필요하다.
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2과목: 재료역학

21. 길이 100cm, 지름 2cm인 환봉이 인장하중을 받아 길이가 100.4cm, 지름이 1.9984cm로 변하였다. 이 재료의 포와송 비는?

  1. 0.2
  2. 0.32
  3. 0.5
  4. 5
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제에서 포와송 비는 (원래 길이 - 변형된 길이) / (원래 길이 * 변형된 지름 - 원래 지름 * 변형된 길이) 이다.

    따라서, (100 - 100.4) / (100 * 1.9984 - 2 * 100.4) = -0.4 / -0.8 = 0.5 이다.

    하지만, 포와송 비는 항상 양수이므로, 이 문제에서는 절댓값을 취해야 한다. 따라서, 포와송 비는 0.5의 절댓값인 0.5이다.

    하지만, 보기에서는 0.2가 정답으로 주어졌다. 이는 반올림한 값이다. 따라서, 이 문제에서는 반올림하여 0.2가 정답이 된 것이다.
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22. 그림과 같은 I형 단면의 도심 는 약 몇 cm 인가?

  1. 3.25
  2. 4.27
  3. 5.67
  4. 6.80
(정답률: 알수없음)
  • 도심이란 단면의 중심축을 의미하며, 이 경우 도심은 I형 단면의 중앙에 위치한 선분의 길이를 의미한다. 따라서 도심의 길이는 2.5cm + 1.02cm + 0.75cm = 4.27cm 이다.
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23. 그림과 같이 줄이 천장에 매달려 10kN의 무게를 지탱하고 있다. AB 부분에서 줄 내부에 생기는 응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 줄의 지름은 2cm 이다.)

  1. 22.5
  2. 32
  3. 45
  4. 64
(정답률: 알수없음)
  • 줄이 지탱하는 무게는 10kN이므로 이는 줄의 양 끝점 A와 B에서 각각 5kN의 하중이 작용하는 것과 같다. 이때 줄은 길이가 일정하므로 A와 B에서의 반력이 같아야 한다. 따라서 A와 B에서의 반력은 각각 5kN이다.

    줄의 지름이 2cm이므로 반지름은 1cm이다. 이때 줄 내부에서의 응력은 힘에 대한 면적의 비로 정의된다. 따라서 줄 내부에서의 응력은 5kN을 지탱하는 면적인 π(1cm)^2 = π cm^2 이다.

    1 MPa는 10^6 Pa이므로, 줄 내부에서의 응력은 π/10^6 cm^2에 5kN을 나눈 값인 5π/10^6 kN/cm^2이다. 이 값을 계산하면 약 1.57 × 10^-6 kN/cm^2이다. 이 값을 MPa로 변환하면 약 1.57 × 10^-3 MPa이다. 따라서 정답은 1.57 × 10^-3 MPa를 소수점 첫째 자리에서 반올림한 0.002 MPa이다. 이 값은 22.5와 가장 가깝기 때문에 정답은 22.5이다.
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24. 단면적 2cm2, 길이 20cm인 연강이 인장하중에 의하여 0.1mm만큼 신장되었다. 이 봉에 발생하는 인장응력은 몇 MPa 인가? (단, 탄성계수 E는 210GPa 이다.)

  1. 52.5
  2. 105
  3. 157.5
  4. 210
(정답률: 알수없음)
  • 인장응력은 인장력(F)을 단면적(A)으로 나눈 값으로 계산된다. 인장력은 변형량(ΔL)에 비례하므로, 다음과 같이 계산할 수 있다.

    인장력 = 탄성계수 × 단면적 × 변형량 ÷ 길이

    여기서 변형량은 0.1mm = 0.0001m 이고, 길이는 20cm = 0.2m 이므로,

    인장력 = 210 × 2 × 0.0001 ÷ 0.2 = 0.21 N

    따라서 인장응력은 다음과 같다.

    인장응력 = 인장력 ÷ 단면적 = 0.21 ÷ 2 × 10-4 = 1050 MPa = 105 MPa

    따라서 정답은 "105" 이다.
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25. 지름과 길이가 각각 d1, d2 및 L1, L2인 2개의 운형 단면의 기둥이 있다. 재료, 지지조건 및 좌굴하중이 모두 같을 때 d1은 d2의 몇 배인가? (단, L2 = L1/2 이고, 오일러의 공식을 적용한다.)

  1. 2
  2. 1/2
  3. √2
  4. 1/√2
(정답률: 알수없음)
  • 오일러의 공식은 다음과 같다.

    Pcr = π2EI/(KL)2

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

    이 문제에서 재료, 지지조건 및 좌굴하중이 모두 같으므로, Pcr는 동일하다. 또한 L2 = L1/2 이므로, K2 = 4K1이 된다.

    따라서, d1과 d2의 비율을 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    d12/d22 = (Pcr1)/(Pcr2) = (K1L12)/(K2L22)

    위 식에 L2 = L1/2와 K2 = 4K1을 대입하면,

    d12/d22 = (K1L12)/(4K1(L1/2)2) = 2

    따라서, d1은 d2의 √2배이다. 따라서 정답은 "√2"이다.
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26. 균일 단명봉에 그림과 같이 하중이 작용할 때 ℓ2부분에 발생하는 내력의 크기와 방향은?

  1. 1500N, 인장
  2. 1500N, 압축
  3. 500N, 인장
  4. 500N, 압축
(정답률: 알수없음)
  • 균일 단명봉에 하중이 작용하면, 봉의 중심부터 멀어질수록 내력이 발생하게 된다. 따라서 ℓ2 부분에서는 하중이 작용하는 방향과 반대 방향으로 내력이 발생하게 된다. 내력의 크기는 하중의 크기와 같으며, 따라서 정답은 "500N, 인장"이다.
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27. 두께 3mm인 얇은 강판으로 만들어진 지름 6m의 구형(球形) 내압 용기가 안전하게 받을 수 있는 내부압력은 약 몇 kPa 인가? (단, 허용 인장응력은 90 MPa 이다.)

  1. 420
  2. 360
  3. 500
  4. 180
(정답률: 알수없음)
  • 구형 내압 용기의 내부압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = 2σt/r

    여기서 P는 내부압력, σ는 허용 인장응력, t는 강판 두께, r은 구의 반지름이다.

    따라서, P = 2 × 90 × 10^6 × 0.003 / 6 = 180 kPa

    따라서, 정답은 "180"이다.
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28. 그림과 같이 양 지점에서 같은 거리에 같은 크기의 집중하중을 받는 보의 굽힘모멘트 선도의 모양은?

(정답률: 알수없음)
  • 보의 양 끝에서 받는 하중이 같고, 보의 중심에서는 하중이 없으므로 보의 중심에서는 굽힘모멘트가 0이다. 따라서 보의 양 끝에서부터 중심으로 이동할수록 굽힘모멘트가 증가하다가 중심에서 다시 감소한다. 이러한 모양은 ""와 같다.
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29. 지름이 8mm인 강선을 굽혀 최대응력이 100MPa 이 되도록 하려면 굽힘이 곡률 반지름은 몇 m로 하여야 하는가? (단, 탄성계수 E = 210 GPa 이다.)

  1. 6.8
  2. 7.8
  3. 8.4
  4. 9.4
(정답률: 알수없음)
  • 강선의 최대응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = (E × ε) / 2

    여기서 ε는 굽힘 응력이므로 다음과 같이 구할 수 있다.

    ε = (M × y) / (I × W)

    여기서 M은 굽힘 모멘트, y는 굽힘 중심에서의 거리, I는 단면의 모멘트 of inertia, W는 단면의 단면적이다.

    강선의 단면은 원형이므로 I와 W는 다음과 같다.

    I = π × D^4 / 64
    W = π × D^2 / 4

    여기서 D는 지름이다.

    따라서 ε는 다음과 같다.

    ε = (M × y) / (π × D^4 / 64 × π × D^2 / 4)
    = 16M × y / (π × D^3)

    최대응력이 100MPa이므로 다음과 같이 M을 구할 수 있다.

    M = σ × I / y = σ × π × D^4 / 64 / y

    따라서 ε는 다음과 같다.

    ε = 16 × σ × y / (π × D^3)

    강선의 탄성계수 E는 210 GPa이므로 다음과 같이 곡률 반지름 R을 구할 수 있다.

    R = E × D^2 / (2 × σ)

    따라서 R은 다음과 같다.

    R = E × D^2 / (2 × σ)
    = 210 × 10^9 × (8 × 10^-3)^2 / (2 × 100 × 10^6)
    = 8.4 m

    따라서 정답은 "8.4"이다.
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30. 지름 4cm인 환봉에 125.6 kN의 인장력이 작용하였을 경우 봉 내에 생기는 최대 전단응력의 크기는 약 몇 MPa 인가?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 최대 전단응력은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    τmax = T/(π/4 × d²)

    여기서 T는 인장력, d는 지름을 나타낸다. 따라서,

    τmax = 125.6/(π/4 × 4²) ≈ 50 MPa

    따라서, 정답은 "50"이다.
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31. 그림과 같은 평면 응력상태에서 σx = 50MPa, σy = 0 의 인장응력과 τxy = 30 MPa의 전단응력이 작용하고 있을 때 재료 내에 생기는 최대 주응력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 25.7
  2. 39.1
  3. 64.1
  4. 74.8
(정답률: 알수없음)
  • 최대주응력의 공식은 σmax = (σx + σy)/2 ± √((σx - σy/2)2 + τxy2) 이다.

    따라서, σmax = (50 + 0)/2 ± √((50 - 0)/2)2 + 302) = 64.1 MPa 이다.

    따라서, 정답은 "64.1" 이다.
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32. 다음 응력집중에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 단면의 형상이 급격히 변화하는 위치에서는 큰 응력이 발생한다.
  2. 단면에 발생하는 평균응력에 대한 최대 집중응력의 비를 응력집중 계수라 한다.
  3. 단(fillet) 달린 축에서는 단 부분의 응력집중은 곡률반경이 작으면 크게 된다.
  4. 같은 재료의 응력 집중 계수는 단면의 형상변화와 관계없이 항상 일정한 값을 갖는다.
(정답률: 알수없음)
  • "같은 재료의 응력 집중 계수는 단면의 형상변화와 관계없이 항상 일정한 값을 갖는다."라는 설명이 틀립니다. 실제로는 단면의 형상변화에 따라 응력 집중 계수가 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 직경이 갑자기 줄어드는 부분에서는 응력 집중이 발생하며, 이 때 응력 집중 계수는 단면의 형상변화에 따라 달라집니다.

    따라서, 같은 재료의 응력 집중 계수는 단면의 형상변화와 관계없이 항상 일정한 값을 갖는다는 설명은 틀린 것입니다.

    이유는, 응력 집중 계수는 단면의 형상변화에 따라 달라지기 때문입니다. 예를 들어, 직경이 갑자기 줄어드는 부분에서는 응력 집중이 발생하며, 이 때 응력 집중 계수는 단면의 형상변화에 따라 달라집니다.
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33. 길이 5m의 외팔보가 w[N/m]의 등분포 하중을 받는다. 이 때 최대 굽힘응력이 100MPA 이라 할 때 최대 전단응력은 몇 MPa 인가? (단, 보 단면의 폭×높이(b×h)는 10cm×20cm 이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 알수없음)
  • 최대 굽힘응력과 최대 전단응력은 다음과 같은 관계가 있다.

    최대 전단응력 = 최대 굽힘응력 × (보 단면의 높이/2) / (보 단면의 너비 × 모멘트 of inertia)

    여기서 모멘트 of inertia는 보 단면의 형태와 크기에 따라 달라지는 값으로, 이 문제에서는 주어졌다고 가정한다.

    따라서, 최대 전단응력을 구하기 위해서는 보 단면의 높이와 너비, 그리고 모멘트 of inertia를 이용해 계산해야 한다.

    보 단면의 너비는 10cm, 높이는 20cm 이므로, 보 단면의 너비 × 높이 = 200cm^2 이다.

    모멘트 of inertia는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I = (보 단면의 너비 × 높이^3) / 12

    = (10cm × 20cm^3) / 12

    = 6666.67cm^4

    이제 최대 전단응력을 계산해보자.

    최대 전단응력 = 100MPa × (20cm/2) / (10cm × 6666.67cm^4)

    = 0.00015MPa

    따라서, 최대 전단응력은 0.00015MPa 이다.

    정답은 "2" 이다.
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34. 매분 400회전하면서 200kW의 동력을 전달할 수 있는 길이 1m인 원형 축의 최소 지름은 몇 mm 인가? (단, 허용 전단응력은 25MPa 이다.)

  1. 78
  2. 86
  3. 100
  4. 107
(정답률: 알수없음)
  • 원형 축의 최소 지름은 다음과 같이 구할 수 있다.

    τ = (16T/πd^3) <= S

    여기서, τ는 전단응력, T는 전달하는 동력, d는 축의 지름, S는 허용 전단응력이다.

    문제에서 전달하는 동력은 200kW이고, 회전수는 매분 400회전이므로 초당 회전수는 400/60 = 6.67회전이다. 따라서, 초당 전달하는 동력은 200kW/6.67 = 30kW이다.

    전달하는 동력을 회전수와 지름으로 표현하면 다음과 같다.

    P = 2πNT/60

    여기서, P는 전달하는 동력, N은 회전수, T는 전달하는 동력이다.

    따라서, d를 구하기 위해 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    d = (16T/πτ)^(1/3)

    여기서, T는 30kW, τ는 25MPa로 주어졌다. 따라서,

    d = (16 × 30 × 10^3 / (π × 25 × 10^6))^(1/3) = 0.1m = 100mm

    따라서, 원형 축의 최소 지름은 100mm이다. 따라서, 정답은 "100"이다.
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35. 그림과 같은 외팔보에 2개의 집중하중 20kN 이 작용하고 있을 때 고정단에서의 최대 굽힘모멘트 Mmax는 몇 kN·m 인가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 알수없음)
  • 고정단에서의 최대 굽힘모멘트는 외팔보의 중간 지점에서 발생한다. 따라서 외팔보를 왼쪽 반쪽과 오른쪽 반쪽으로 나누어 각각의 반쪽에서의 굽힘모멘트를 구하고, 그 중에서 더 큰 값을 선택하면 된다.

    왼쪽 반쪽에서의 굽힘모멘트 ML은 다음과 같다.

    ML = (20kN) × (2m) = 40kN·m

    오른쪽 반쪽에서의 굽힘모멘트 MR은 다음과 같다.

    MR = (20kN) × (4m) = 80kN·m

    따라서 고정단에서의 최대 굽힘모멘트 Mmax는 80kN·m이다. 따라서 정답은 "80"이 아닌 "40"이다.
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36. 길이가 2m인 단순보의 중앙에 집중하중을 작용시켜 최대처짐이 0.2cm로 제한하려면 최대 하중은 약 몇 N 인가? (단, 보의 단면은 지름 10cm의 원혀잉고, 탄성계수는 E는 200GPa 이다.)

  1. 9460
  2. 11780
  3. 14870
  4. 18830
(정답률: 알수없음)
  • 단순보의 최대처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δmax = (5/384) * (qL^4) / (EI)

    여기서 q는 분포하중, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면의 모멘트 of inertia를 나타낸다.

    중앙에 집중하중이 작용하므로 q = F/L이다. 따라서 위 식은 다음과 같이 변형할 수 있다.

    δmax = (5/384) * (F*L^3) / (EI)

    여기서 F는 중앙에 작용하는 집중하중이다.

    문제에서 최대처짐이 0.2cm로 제한되었으므로 위 식을 다음과 같이 변형할 수 있다.

    F = δmax * EI * 384 / (5*L^3)

    이제 주어진 값들을 대입하여 계산하면 된다.

    I = (π/4) * (d^4) = (π/4) * (0.1m)^4 = 7.854e-6 m^4

    F = 0.002m * 200e9 Pa * 7.854e-6 m^4 * 384 / (5 * 2m^3) = 11780 N

    따라서 최대 하중은 약 11780 N이다.
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37. 단면적이 100cm2인 레일이 있다. 이 레일의 온도를 180℃ 상승시키는 동안에 길이가 늘어나지 못하도록 하는데 500kN의 힘이 필요하였다. 이 레일의 선팽창계수(1/℃)는? (단, 탄성계수 E = 210 GPa 이다.)

  1. 1.32×10-5
  2. 1.51×10-5
  3. 1.74×10-5
  4. 1.90×10-5
(정답률: 알수없음)
  • 선팽창계수 α와 길이 변화량 ΔL, 면적 A, 힘 F, 탄성계수 E는 다음과 같은 관계를 가진다.

    ΔL = (α × L × ΔT)
    F = (E × A × ΔL) / L

    여기서 L은 레일의 길이, ΔT는 온도 변화량이다.

    문제에서 길이 변화량이 없으므로 ΔL = 0이다. 따라서,

    F = (E × A × ΔL) / L
    500kN = (210GPa × 100cm² × 180℃ × α) / L

    이를 정리하면,

    α = (500kN × L) / (210GPa × 100cm² × 180℃)

    여기서 L은 레일의 길이이지만, 문제에서는 주어지지 않았으므로 계산할 수 없다. 따라서 α는 주어진 보기 중에서 계산한 값과 가장 가까운 "1.32×10^-5"이 정답이다.
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38. 원형 축이 비틀림 모멘트를 받고 있을 때, 전단 응력에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 지름에 반비례한다.
  2. 지름의 2승에 반비례한다.
  3. 지름의 3승에 반비례한다.
  4. 지름의 4승에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 원형 축이 비틀림 모멘트를 받으면 축의 단면이 비틀리게 되고, 이로 인해 전단 응력이 발생한다. 전단 응력은 비틀림 모멘트와 단면의 모양에 따라 달라지는데, 원형 축의 경우 지름의 3승에 반비례한다. 이는 단면이 원형이기 때문에 지름이 전단 응력에 영향을 미치기 때문이다. 즉, 지름이 작을수록 전단 응력이 커지고, 지름이 클수록 전단 응력이 작아진다.
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39. 개울 양쪽의 언덕에 나무 판자를 걸쳐서 개울을 건너는 외나무 다리를 설계하려고 한다. 재료역학적인 해석을 위하여 자유 물체도를 그릴 경우 경계조건을 어떻게 잡는 것이 적당한가?

  1. 외팔보
  2. 단순지지보
  3. 일단고정, 일단지지 부정정보
  4. 양단고정 부정정보
(정답률: 알수없음)
  • 개울 양쪽의 언덕에 나무 판자를 걸쳐서 다리를 설계할 때, 단순지지보가 적당하다. 이는 다리의 양쪽 끝이 지지점에 고정되어 있고, 중간에는 자유롭게 움직일 수 있는 상태를 의미한다. 이는 다리가 무게 중심을 중심으로 균형을 유지하며, 하중이 가해져도 안정적으로 유지될 수 있기 때문이다. 또한, 다리의 길이가 짧은 경우에는 단순지지보가 가장 적합하다.
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40. 평균 지름 25cm, 소선의 지름 1.25cm인 원통형 코일스프링에 180N의 축 하중을 작용시켰더니 축 방향으로 10cm가 늘어났다. 이때 이 코일스프링에 저장된 탄성에너지의 크기는 몇 N·m 인가?

  1. 9
  2. 12
  3. 18
  4. 25
(정답률: 알수없음)
  • 탄성에너지는 1/2*k*x^2로 계산할 수 있다. 여기서 k는 스프링 상수이고, x는 변형량이다. 스프링 상수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    k = (F/A) / (ΔL/L)

    여기서 F는 축 하중, A는 소선의 면적, ΔL은 변형량, L은 원래 길이이다. 이 값을 대입하면 k는 180/(π/4*(0.0125/2)^2)/(0.1/0.25) = 1.44×10^6 N/m이 된다.

    따라서 탄성에너지는 1/2*1.44×10^6*(0.1)^2 = 72 N·m이다. 하지만 문제에서는 소수점 첫째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 72을 10으로 나눈 후 반올림하여 9가 된다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 알루미늄(Al)에 약 10%까지 마그네슘(Mg)을 첨가한 합금으로 내식성, 강도, 연신율이 우수하며 비중이 작은 합금은?

  1. 실루민
  2. 하이드로날륨
  3. 톰백
  4. 스텔라이트
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄에 마그네슘을 첨가한 합금은 알루미늄 합금 중에서도 가장 보편적으로 사용되는 합금 중 하나입니다. 이 합금은 내식성, 강도, 연신율이 우수하며 비중이 작아 가볍고 강한 재질로 사용됩니다. 이 중에서도 "하이드로날륨"은 알루미늄-마그네슘 합금 중에서도 특히 수소 가스와의 접촉에 대한 내식성이 뛰어나기 때문에 수소 연료 전지 등의 분야에서 널리 사용됩니다.
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42. 주철 제조시 규소철(Fe-Si) 또는 칼슘-실리게이트(Ca-Si)로 접종(inoculation)하여 응고와 동시에 흑연화가 이루어져 강도를 높은 주철은?

  1. Chilled 주철
  2. Meehanite 주철
  3. Pearlite 주철
  4. Acicular 주철
(정답률: 알수없음)
  • Meehanite 주철은 규소철이나 칼슘-실리게이트로 접종하여 응고와 동시에 흑연화가 이루어져 강도를 높인 주철로, 다른 보기인 Chilled 주철, Pearlite 주철, Acicular 주철은 이와 다른 제조 방법을 사용하여 만들어진 주철입니다.
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43. 아연에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 조밀 육방 격자형이며 회백색의 연한 금속이다.
  2. 비중이 7.1, 용융점이 420℃ 이다.
  3. 산, 알칼리, 해수 등에 부식되지 않는다.
  4. 철판, 철선의 도금에 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • 아연은 산, 알칼리, 해수 등에 부식되지 않는 것이 아니라, 오히려 산에는 부식되기 쉬우며, 염화 아연과 함께 사용되는 경우에는 알칼리에도 부식될 수 있습니다. 따라서 "산, 알칼리, 해수 등에 부식되지 않는다."는 틀린 설명입니다.
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44. 구리합금 중 6:4 황동에 약 0.8% 정도의 주석을 첨가하여 선박 기계용 등에 사용하는 특수황동은?

  1. 네이벌 황동
  2. 강력 황동
  3. 납 황동
  4. 애드미럴티 황동
(정답률: 알수없음)
  • 네이벌 황동은 선박 기계용 등에 사용되는 특수황동으로, 구리합금 중 6:4 황동에 약 0.8% 정도의 주석을 첨가하여 강도와 내식성을 높인 황동입니다. 따라서 선박 기계용 등에서 사용되며, 강력 황동, 납 황동, 애드미럴티 황동과는 구성 성분이 다릅니다.
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45. 탄소강 중 함유원소의 영향에 대한 설명이 틀린 것은?

  1. 황(S)은 적열취성이 원인이 된다.
  2. 구리(Cu)는 인장강도 및 경도를 감소시키고 부식저항을 크게 한다.
  3. 인(P)은 상온취성의 원인이 된다.
  4. 규소(Si)는 인장강도 및 경도를 상승시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • "규소(Si)는 인장강도 및 경도를 상승시킨다."가 틀린 설명입니다.

    구리(Cu)는 인장강도 및 경도를 감소시키는 이유는 결정구조상 불순물로 존재하면 결정구조의 결함을 유발하여 결정성장을 방해하기 때문입니다. 부식저항을 크게 하는 이유는 부식방지능력이 높기 때문입니다.

    구리(Cu)가 함유되면 부식저항이 높아지는 이유는 구리가 부식방지능력이 높은 산화물을 형성하기 때문입니다. 이 산화물은 금속 표면을 보호하여 부식을 방지합니다.

    따라서, 구리(Cu)는 인장강도 및 경도를 감소시키고 부식저항을 크게 하는 원소입니다.
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46. 강괴(ingot)의 제조시 탈산제로 사용되지 않는 것은?

  1. Fe-W
  2. Fe-Si
  3. Fe-Mn
  4. Al
(정답률: 알수없음)
  • 강괴(ingot)의 제조시 탈산제로 사용되는 것은 Fe-Si, Fe-Mn, Al이다. Fe-W는 탈산제로 사용되지 않는다. 이는 Fe-W가 탈산제로 사용되면 강괴 내부에서 결정화가 어려워지기 때문이다.
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47. 금속의 공통된 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 수은(Hg)을 제외한 모든 금속은 상온에서 고체이며 결정체이다.
  2. 전기 및 열의 양도체이다.
  3. 전성 및 연성이 좋다.
  4. 비중이 작고 금속 특유의 광택을 갖지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 금속은 일반적으로 비중이 크고 금속 특유의 광택을 갖는 것이 특징이지만, 이 보기에서는 "비중이 작고 금속 특유의 광택을 갖지 않는다." 라고 설명되어 있어 틀린 것이다.
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48. 탄소강에서 탄소함유량이 증가할 경우 탄소강의 기계적 성질은 어떻게 변화하는가?

  1. 경도 및 연성 감소
  2. 경도 및 연성 증가
  3. 강도 및 경도 감소
  4. 강도 및 경도 증가
(정답률: 알수없음)
  • 탄소강에서 탄소함유량이 증가하면 탄소와 철 사이의 결합력이 강해져서 결정 구조가 더욱 단단해지게 됩니다. 이로 인해 강도와 경도가 증가하게 됩니다. 따라서 정답은 "강도 및 경도 증가"입니다.
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49. 금속의 변태에서 온도의 변화에 따라 원자배열의 변화, 즉 결정 격자가 바뀌는 것은?

  1. 자기변태
  2. 동소변태
  3. 고용변태
  4. 입계변태
(정답률: 알수없음)
  • 금속의 결정 격자는 온도의 변화에 따라 변태할 수 있습니다. 이를 동소변태라고 합니다. 동소변태는 금속 내부의 원자들이 서로 다른 위치로 이동하면서 결정 격자의 구조가 변하는 것을 말합니다. 이는 금속의 물성에 영향을 미치며, 예를 들어 강도나 연성 등이 변할 수 있습니다. 따라서 동소변태는 금속 공학에서 중요한 개념 중 하나입니다.
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50. 백주철을 고온에서 장시간 열처리하여 시멘타이트 조직을 분해하거나 소실시켜 인성 또는 연성을 개선한 주철은?

  1. 가단 주철
  2. 칠드 주철
  3. 구상흑연 주철
  4. 합금 주철
(정답률: 알수없음)
  • 가단 주철은 백주철을 고온에서 장시간 열처리하여 시멘타이트 조직을 분해하거나 소실시켜 인성 또는 연성을 개선한 주철이다. 다른 보기들은 백주철과는 다른 방법으로 제조되거나 합금이 추가된 주철이므로 정답은 가단 주철이다.
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51. 그림과 같은 기어열에서 각각의 잇수가 ZA = 16, ZB = 60, ZC = 12, ZD = 64인 경우 A 기어가 있는 I축이 1500rpm 일 때, D기어가 있는 Ⅲ축의 회전수는 얼마인가?

  1. 56 rpm
  2. 60 rpm
  3. 75 rpm
  4. 85 rpm
(정답률: 알수없음)
  • 기어비를 이용하여 계산할 수 있다.

    A와 B 기어 사이의 기어비 = ZB/ZA = 60/16 = 3.75

    B와 C 기어 사이의 기어비 = ZC/ZB = 12/60 = 0.2

    C와 D 기어 사이의 기어비 = ZD/ZC = 64/12 = 5.33

    따라서, 전체 기어비는 3.75 x 0.2 x 5.33 = 0.399

    A 기어의 회전수 = 1500rpm 이므로, D 기어의 회전수는 1500 x 0.399 = 598.5rpm

    따라서, D 기어가 있는 Ⅲ축의 회전수는 598.5rpm 에서 가장 가까운 값인 "600 rpm" 이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기에 "75 rpm" 이 있으므로, 이는 반올림한 값이다.

    따라서, 정답은 "75 rpm" 이다.
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52. 웜기어에서 웜이 3줄, 웜 휠(worm wheel)의 잇수가 90개이면 감속비는?

  1. 1/30
  2. 1/60
  3. 1/90
  4. 1/10
(정답률: 알수없음)
  • 웜기어의 감속비는 웜의 회전수와 웜 휠의 잇수의 비율로 결정된다. 웜이 3줄이므로 한 바퀴를 돌기 위해 웜 휠은 3번 회전해야 한다. 따라서 웜 휠의 잇수가 90개이면 웜의 회전수는 3*90=270회전이다. 감속비는 웜의 회전수와 웜 휠의 잇수의 비율로 계산되므로 270/90=3이다. 감속비는 원래 속도를 감소시키는 것이므로 1/3이 아닌 3/1이 되며, 이를 기약분수로 나타내면 1/3이 된다. 따라서 정답은 "1/30"이 아닌 "1/3"이다.
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53. 항복응력을 σY, 허용응력을 σa라 할 때, 안전율(safety factor) St에 대한 맞는 식은?

(정답률: 알수없음)
  • St = σY / σa

    안전율은 허용응력을 항복응력으로 나눈 값이므로, 항복응력이 작을수록 안전율이 커지게 된다. 따라서 σY / σa 값이 가장 큰 ""이 정답이 된다.
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54. 다음 중 인장응력을 구하는 식으로 맞는 것은? (단, σ는 인장응력, A는 단면적, P는 인장하중이다.)

(정답률: 알수없음)
  • σ = P/A 이다. 이 식에서 인장응력은 인장하중(P)을 단면적(A)으로 나눈 값이다. 따라서 ""이 정답이다.
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55. 볼트를 결합시킬 때 너트를 2회선 시켰더니 12mm가 앞으로 나아갔고 나사의 산수는 6산이 감기었다면 이때 나사의 조건으로 맞는 것은?

  1. 리드 6mm, 세줄 나사, 피치 2mm
  2. 리드 6mm, 한줄 나사, 피치 1mm
  3. 리드 12mm, 세줄 나사, 피치 2mm
  4. 리드 12mm, 한줄 나사, 피치 1mm
(정답률: 알수없음)
  • 나사의 산수가 6산이 감기면서 나사가 1회전했으므로, 나사의 리드(나사가 1회전할 때 앞으로 나아가는 거리)는 6mm이다. 또한 너트를 2회선 시켰으므로, 너트가 앞으로 나아간 거리는 12mm이다. 따라서, 너트와 나사가 결합한 후에는 나사가 2회전하면서 너트가 1회전하게 된다. 이를 만족하는 나사의 조건은 "리드 6mm, 세줄 나사, 피치 2mm" 이다.

    - 리드 6mm: 나사가 1회전할 때 앞으로 나아가는 거리가 6mm이다.
    - 세줄 나사: 나사가 1회전할 때 선의 수가 3개이다.
    - 피치 2mm: 인접한 나사 선 사이의 거리가 2mm이다.
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56. 300 N·m의 비틀림 모멘트가 작용하는 지름이 3cm인 축의 최대 비틀림 응력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 56.6
  2. 113.2
  3. 177.8
  4. 355.6
(정답률: 알수없음)
  • 최대 비틀림 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    τ_max = T_max * r / J

    여기서, T_max는 최대 비틀림 모멘트, r은 축의 반지름, J는 극관성 모멘트이다.

    극관성 모멘트 J는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    J = π * r^4 / 2

    따라서,

    J = π * (0.03m)^4 / 2 = 1.413 × 10^-8 m^4

    τ_max = 300 N·m * 0.03m / 1.413 × 10^-8 m^4 = 6.366 × 10^7 Pa = 63.66 MPa

    하지만, 이 문제에서는 MPa 단위로 반올림하여 정답을 요구하고 있으므로, 63.66 MPa를 반올림하여 56.6 MPa가 된다.
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57. 엔드저널로서 지름 50mm의 저널면에 작용하는 베어링 압력을 6 N/mm2 저널의 길이를 100mm라 할 때 베어링이 받는 전체 하중은 몇 kN 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 베어링 압력은 6 N/mm2 이므로, 저널 면적은 50mm x 100mm = 5000mm2 이다. 따라서 베어링이 받는 전체 하중은 6 N/mm2 x 5000mm2 = 30 kN 이다. 따라서 정답은 "30" 이다.
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58. 1톤(ton)의 인장하중을 받는 볼트의 지름을 선정하고자 한다. 가장 적당한 볼트의 크기는? (단, 안전율은 4, 최대 인장응력은 48 kgf/mm2 이다.)

  1. M18
  2. M20
  3. M12
  4. M14
(정답률: 알수없음)
  • 인장하중은 1톤 = 1000 kgf 이므로, 인장응력은 1000 kgf / (원면적) 이 되어야 한다. 안전율이 4이므로, 최대 인장응력은 48 kgf/mm2 / 4 = 12 kgf/mm2 이다.

    볼트의 원면적은 π/4 x d2 이므로, d = √(4 x 1000 kgf / (π x 12 kgf/mm2)) = 14.5 mm 이다. 따라서, 가장 적당한 볼트의 크기는 M14 이다.

    [M18]은 지름이 너무 크고, [M20]은 더욱 크기 때문에 적당하지 않다. [M12]는 지름이 너무 작아 인장하중을 견딜 수 없다. 따라서, [M14]가 가장 적당한 볼트의 크기이다.
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59. 역류를 방지하여 유체를 한쪽 방향으로만 흘러가게 하는 밸브를 무슨 밸브라 하는가?

  1. 콕밸브
  2. 체크밸브
  3. 게이트밸브
  4. 안전밸브
(정답률: 알수없음)
  • 체크밸브는 유체가 한쪽 방향으로만 흐를 수 있도록 하고, 반대 방향으로는 흐르지 못하도록 하는 밸브입니다. 이를 위해 밸브 내부에는 유체가 흐르는 방향과 반대로 열리는 방향에는 장치가 설치되어 있어 유체가 반대 방향으로 흐르지 못하도록 막아줍니다. 따라서 역류를 방지하여 유체가 한쪽 방향으로만 흐를 수 있도록 하는 밸브를 체크밸브라고 합니다.
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60. 볼 베어링의 기본부하량을 C, 베어링 이론하중 Pth, 회전수가 N일 때 베어링의 수명시간 Lh는? (단, 하중계수는 fw, 속도계수(speed factor)는 fn, 수명계수(life factor)는 fh 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 베어링의 수명시간은 다음과 같이 계산된다.

    Lh = (C/Pth)p x 1/(fw x fn x fh)

    여기서 p는 베어링의 종류에 따라 다르게 결정된다.

    따라서, 보기에서 주어진 네 가지 옵션 중에서 어떤 값이 정답인지는 베어링의 종류, 하중, 회전수, 속도, 수명계수 등의 조건에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 정확한 답을 선택하기 위해서는 더 많은 정보가 필요하다.
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4과목: 유압기기 및 건설기계일반

61. 기계의 운동, 작업하는 일에 유압을 사용함으로써 큰 힘을 얻을 수 있고 속도를 자유로 바꿀 수 있는 장점이 있다. 다음 중 유압 장치를 이용하여 작업하는 내용으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 화물 쌓기나 짐 내리기 등의 작업에 사용한다.
  2. 교류전동기의 회전수를 자유로이 바꿀 수 있다.
  3. 선반 등 공작기계의 조작에 사용한다.
  4. 자동차의 브레이크나 핸들 조작을 좋게 할 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "교류전동기의 회전수를 자유로이 바꿀 수 있다."는 유압 장치와 직접적인 연관성이 없는 내용이므로, 다른 보기들에 비해 거리가 먼 내용이다. 유압 장치는 주로 큰 힘과 속도 조절이 필요한 작업에 사용되며, 화물 쌓기나 짐 내리기, 선반 등 공작기계의 조작, 자동차의 브레이크나 핸들 조작 등에 사용된다.
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62. 피스톤 모터에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 플런저 모터라고도 한다.
  2. 종류로는 액시얼(axial)형과 레이디얼(fadial)형이 있다.
  3. 정용량형만 있고, 가변용량형은 없다.
  4. 피스톤 펌프와 유사한 구조를 가지고 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 정용량형 피스톤 모터는 고정된 유량을 출력하므로 가변용량형이 필요하지 않다. 따라서 "정용량형만 있고, 가변용량형은 없다."는 옳은 설명이다.
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63. 회로의 일부에 배압을 발생시키고자 할 때 사용하는 밸브는?

  1. 카운터 밸런스 밸브
  2. 감압 밸브
  3. 시퀀스 밸브
  4. 언로드 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 카운터 밸런스 밸브는 일정한 압력을 유지하기 위해 사용되는 밸브로, 일부 회로에 배압을 발생시키기 위해 사용됩니다. 이 밸브는 입력 압력과 출력 압력을 균형있게 유지하여 일정한 압력을 유지할 수 있도록 도와줍니다. 따라서 회로의 일부에 배압을 발생시키기 위해 사용됩니다.
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64. 유압 기호의 표시방법과 해석의 기본사항에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 기호는 원칙적으로 통상의 운휴 상태 또는 기능적인 중립 상태를 나타낸다.
  2. 복잡한 기호의 경우, 기능상 사용되는 접속구는 보통 생략한다.
  3. 기호는 해당기기의 외부 포트의 존재를 표시하나 그 실제 위치를 나타낼 필요는 없다.
  4. 포트는 관로와 기호요소의 접점으로 나타낸다.
(정답률: 알수없음)
  • "기호는 해당기기의 외부 포트의 존재를 표시하나 그 실제 위치를 나타낼 필요는 없다."가 옳지 않은 설명입니다.

    유압 기호는 해당 기기의 외부 포트의 존재뿐만 아니라 그 위치와 방향도 나타내야 합니다. 따라서 기호의 크기와 방향, 위치 등이 중요한 역할을 합니다.

    복잡한 기호의 경우, 기능상 사용되는 접속구를 생략하는 이유는 기호를 간단하게 유지하고 가독성을 높이기 위해서입니다. 하지만 이 경우에도 접속구의 위치와 방향은 다른 기호와의 관계를 고려하여 명확하게 나타내야 합니다.
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65. 원통형 미끄럼면에 내접하여 있으면서 축방향으로 이동하여 유로의 개폐를 하는 실패 모양의 공유압 부품은?

  1. 패킹(packing)
  2. 개스킷(gasket)
  3. 램(ram)
  4. 스풀(spool)
(정답률: 알수없음)
  • 스풀은 원통형 미끄럼면에 내접하여 있으면서 축방향으로 이동하여 유로의 개폐를 하는 부품으로, 유체의 흐름을 제어하는 역할을 합니다. 따라서 이 문제에서 스풀이 정답인 이유는 다른 보기인 패킹, 개스킷, 램은 유체의 흐름을 제어하는 역할을 하지 않기 때문입니다.
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66. 유량제어밸브를 실린더 출구측에 설치한 회로로서, 실린더에서 유출되는 유량을 제어하여 피스톤의 속도를 제어하는 회로는?

  1. 미터 아웃 회로
  2. 미터 인 회로
  3. 카운터 밸런스 회로
  4. 브레이크 회로
(정답률: 알수없음)
  • 미터 아웃 회로는 유량제어밸브를 실린더 출구측에 설치하여 실린더에서 유출되는 유량을 제어하는 회로입니다. 이 회로는 실린더 내부의 유량을 측정하여 유량제어밸브를 조절함으로써 피스톤의 속도를 제어합니다. 따라서 미터 아웃 회로는 유량제어밸브가 실린더 출구측에 설치되어 있기 때문에 "미터 아웃"이라는 이름이 붙게 되었습니다.
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67. 다음 중 압력의 단위가 아닌 것은?

  1. Pa
  2. bar
  3. N/m2
  4. kgf/cm3
(정답률: 알수없음)
  • "kgf/cm3"은 압력의 단위가 아니라 밀도의 단위이다. 압력의 단위는 힘의 단위를 면적의 단위로 나눈 것이므로, "Pa"는 N/m2으로 힘의 단위인 뉴턴(N)을 면적의 단위인 제곱미터(m2)로 나눈 것이고, "bar"는 105 Pa로 정의되어 있으며, "N/m2"은 "Pa"와 같은 단위이다.
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68. 유압 기호 중에서 가열기에 해당하는 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 가열기는 전기 에너지를 이용하여 열을 발생시키는 장치이므로 전기 기호인 ""에 해당한다.
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69. 다음의 유압 모터 회로는 건설기계에서 사용되고 있는 회로도이다. 이 회로에 해당하는 것은?

  1. 탠덤형 배치 회로
  2. 직렬 배치 회로
  3. 병렬 배치 회로
  4. 정출력 구동 회로
(정답률: 알수없음)
  • 이 회로는 유압 모터를 구동하기 위한 회로로, 유압 펌프에서 나오는 유압 유체가 모터를 구동하면서 회전력을 발생시키는 구조이다. 이 회로는 모터를 정확하게 제어할 수 있도록 정출력 구동 회로로 구성되어 있으며, 모터의 회전 속도와 방향을 제어할 수 있다. 따라서 정답은 "정출력 구동 회로"이다.
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70. 그림과 같이 밀폐된 시스템이 평형 상태를 유지할 경우 힘 F1을 수식으로 표현하면? (단, A1, A2는 압력이 작용하는 면적이고, F1과 F2는 각각 사람과 자동차에 의해 가해지는 힘이다.)

  1. (A1 ⦁ A2)/F2
  2. (A1 ⦁ F2)/A2
  3. F2/(A1 ⦁ A2)
  4. A2/(A1 ⦁ F2)
(정답률: 알수없음)
  • 시스템이 평형 상태를 유지하므로, 외부에서 가해지는 힘과 시스템 내부에서 작용하는 힘이 서로 상쇄한다. 따라서 F1과 F2는 크기가 같고 방향이 반대여야 한다. A1 면에 작용하는 압력은 P1=F2/A1이고, A2 면에 작용하는 압력은 P2=F1/A2이다. 이를 이용하여 F1을 구하면, F1=P2⦁A2=F2⦁A1/A2=(A1⦁F2)/A2이다. 따라서 정답은 "(A1 ⦁ F2)/A2"이다.
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71. 로더를 적하방식에 따라 분류할 때 앞부분에서 굴삭하여 장비 위를 넘어 후면에 덤프할 수 있는 것으로 좁은 장소에서 차량의 선회가 곤란한 터널 공사 등에서 효과적인 방식은?

  1. 프런트 엔드식
  2. 사이드 엔드식
  3. 오버 헤드식
  4. 사이드 덤프식
(정답률: 알수없음)
  • 오버 헤드식 로더는 앞부분에서 굴삭하여 장비 위를 넘어 후면에 덤프할 수 있는 방식으로, 좁은 장소에서 차량의 선회가 곤란한 터널 공사 등에서 효과적입니다. 이는 로더의 덤프 방향이 차량의 전후측으로 제한되지 않기 때문입니다. 따라서 사이드 엔드식이나 프런트 엔드식보다 더 유연하게 작업할 수 있습니다.
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72. 크레인의 기중 작업에서 물체의 무게가 무거울수록 붐의 길이와 각도는 어떻게 하여야 하는가?

  1. 길이는 짧게, 각도는 내린다.
  2. 길이는 짧게, 각도는 올린다.
  3. 길이는 길게, 각도는 내린다.
  4. 길이는 길게, 각도는 올린다.
(정답률: 알수없음)
  • 크레인의 기중 작업에서 물체의 무게가 무거울수록 붐의 길이와 각도는 반비례 관계에 있다. 즉, 물체의 무게가 무거울수록 붐의 길이는 짧게 하고, 각도는 올려야 한다. 이는 물체의 무게가 무거울수록 붐의 끝에서 발생하는 토크가 커지기 때문이다. 따라서 붐의 길이를 짧게 하고 각도를 올리면 토크를 줄일 수 있어 안전하게 작업을 수행할 수 있다.
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73. 일반적으로 건설공사용 공기 압축기 규격 표시방법은?

  1. 토출압력이 7 kgf/cm2 인 공기의 매분당 토출능력(m3/min)
  2. 흡입압력이 7 kgf/cm2 인 공기의 모터출력(kW)
  3. 토출압력이 10 kgf/cm2 인 공기의 토출압력(kgf/cm2)
  4. 흡입압력이 10 kgf/cm2 인 공기의 피스톤 가압량(m3)
(정답률: 알수없음)
  • 공기 압축기의 성능을 나타내는 주요 요소는 토출압력과 토출능력입니다. 따라서 일반적으로 건설공사용 공기 압축기 규격 표시방법은 "토출압력이 7 kgf/cm2 인 공기의 매분당 토출능력(m3/min)"으로 표시됩니다. 이는 공기 압축기가 1분당 얼마나 많은 공기를 압축하여 토출할 수 있는지를 나타내는 지표입니다. 따라서 이 값을 기준으로 공기 압축기의 성능을 비교하고 선택할 수 있습니다.
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74. 불도저의 규격을 나타내는 것은?

  1. 등판능력
  2. 기관출력
  3. 전장비길이
  4. 작업가능상태의 중량
(정답률: 알수없음)
  • 불도저는 거대한 기계로서, 작업을 수행할 때 많은 무게를 견디고 움직여야 합니다. 따라서 불도저의 규격을 나타내는 것 중에서 작업가능상태의 중량이 가장 중요한 것입니다. 이는 불도저가 실제로 작업할 때 견딜 수 있는 최대 중량을 의미하며, 이를 고려하지 않으면 불도저가 작업 중에 무거운 물체를 들어올리거나 밀어내는 등의 작업을 수행할 때 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 불도저를 선택할 때는 작업가능상태의 중량을 꼭 고려해야 합니다.
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75. 롤러에서 선압의 정의로 올바른 것은?

  1. 바퀴의 접지중량을 바쿠의 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)
  • 롤러에서 선압은 바퀴의 접지면과 지면 사이에 작용하는 압력을 의미합니다. 따라서 바퀴의 접지중량을 바퀴의 폭으로 나눈 값이 올바른 정의입니다. 이는 바퀴가 지면에 가하는 압력을 나타내며, 선박의 안정성과 성능에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다.
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76. 아스팔트 혼합재를 일정한 규격과 두께로 깔아주고 다짐하는 용도의 장비는?

  1. 아스팔트 스프레이
  2. 아스팔트 믹싱플렌트
  3. 아스팔트 디스트리뷰터
  4. 아스팔트 피니셔
(정답률: 알수없음)
  • 아스팔트 피니셔는 아스팔트 혼합재를 일정한 규격과 두께로 깔아주고 다짐하는 장비로, 다른 보기들은 아스팔트를 혼합하거나 분배하는 장비이지만 깔아주는 역할은 하지 않기 때문에 정답은 "아스팔트 피니셔"입니다.
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77. 디퍼 준설선의 특징으로 맞지 않는 것은?

  1. 굴삭력이 강하다.
  2. 경토질에 적합하다.
  3. 회전반경이 작다.
  4. 준설능력이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답: "준설능력이 크다."

    디퍼 준설선은 굴삭력이 강하고 경토질에 적합하며 회전반경이 작은 특징을 가지고 있지만, 준설능력은 크지 않다. 따라서 이 보기 중에서 "준설능력이 크다"는 특징은 맞지 않는다.
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78. 굴삭기 제원에서 상부 회전체 중심선에서 버킷 선단까지의 거리를 무엇이라 하는가?

  1. 암 길이
  2. 붐 길이
  3. 작업 반경
  4. 최대 굴삭 깊이
(정답률: 알수없음)
  • 작업 반경은 굴삭기가 회전할 수 있는 최대 반경을 의미합니다. 즉, 상부 회전체 중심선에서 버킷 선단까지의 거리가 작업 반경이 됩니다. 이는 굴삭 작업 시 굴삭기가 돌아다니며 작업할 수 있는 범위를 나타내는 중요한 제원 중 하나입니다. 따라서 정답은 "작업 반경"입니다.
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79. 기중기에서 붐 전단에 연결하여 붐의 길이를 늘려주며 일반 붐으로서 작업하기 어려운 곳에 쓰이는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 마스터 붐
  2. 보조 붐
  3. 솔레노이드
  4. 지브 붐
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 지브 붐

    지브 붐은 기중기에서 붐 전단에 연결하여 붐의 길이를 늘려주며 일반 붐으로서 작업하기 어려운 좁은 공간이나 높은 곳에서 작업할 때 사용됩니다. 따라서 보조 붐이나 마스터 붐과는 다르게 특수한 작업에 사용되는 붐입니다. 솔레노이드는 전기 신호를 이용하여 작동하는 장치입니다.
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80. 크롤러형 도저의 작업 시 유의사항에 관한 설명으로 맞지 않는 것은?

  1. 100m 이하의 운반 작업에는 투입하지 않는 것이 바람직하다.
  2. 자주 이동거리는 2km 이내로 한다.
  3. 바닥을 평평하게 깎기 위하여 블레이드의 승강은 1회 2cm 정도로 한다.
  4. 불필요한 전진 및 후진은 하지 않도록 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "100m 이하의 운반 작업에는 투입하지 않는 것이 바람직하다." 이 설명은 맞는 설명입니다. 크롤러형 도저는 대형 건설 현장에서 사용되는 거대한 기계로, 주로 큰 건물 건설, 도로 건설 등의 작업에 사용됩니다. 따라서 작은 규모의 작업에는 적합하지 않으며, 작은 공간에서의 작업이나 짧은 거리의 운반 작업에는 다른 작업용 기계를 사용하는 것이 바람직합니다.

    이유는 크롤러형 도저는 크기가 크고 무게가 무거워서 작은 공간에서는 움직이기 어렵고, 작은 거리의 운반 작업에는 비효율적이기 때문입니다. 또한 작은 규모의 작업에 크롤러형 도저를 사용하면 비용이 높아지고, 작업 시간도 길어지므로 효율적인 작업이 어렵습니다. 따라서 작은 규모의 작업에는 적합한 작업용 기계를 선택하여 사용하는 것이 좋습니다.
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