건설기계설비산업기사 필기 기출문제복원 (2017-03-05)

건설기계설비산업기사
(2017-03-05 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 다음 프레스 가공 중에서 전단작업의 종류가 아닌 것은?

  1. 슬리팅(slitting)
  2. 컬링(curling)
  3. 블랭킹(blanking)
  4. 트리밍(trimming)
(정답률: 35%)
  • 컬링은 프레스 가공 중에 나타나는 형상 변형 중 하나로, 재료의 가장자리를 굴림으로써 곡률을 만들어내는 작업이다. 따라서 전단작업의 종류가 아니며, 정답이다. 슬리팅은 재료를 일정한 너비로 잘라내는 작업, 블랭킹은 재료를 원하는 형태로 자르는 작업, 트리밍은 가공 후 불필요한 부분을 제거하는 작업이다.
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2. 경사면 위를 연속적으로 원활하게 흘러 나가는 모양이며, 연한 재질의 공작물을 고속절삭 할 때 생기는 칩의 형태는?

  1. 균열형
  2. 열단형
  3. 유동형
  4. 전단형
(정답률: 72%)
  • 유동형 칩은 공작물과 공구 사이의 마찰력으로 인해 발생하는 열로 인해 재질이 부드러워져서 공구의 움직임에 따라 유동적으로 변형되는 형태를 말합니다. 이러한 형태는 경사면 위를 연속적으로 원활하게 흘러 나가는 모양과 유사하며, 고속절삭 시에 많이 발생합니다. 따라서 정답은 "유동형"입니다.
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3. 숫돌축 수직형 평면연삭기의 연삭방법이 아닌 것은?

  1. 측면연삭
  2. 양면연삭
  3. 테이블 왕복식
  4. 테이블 회전식
(정답률: 25%)
  • 숫돌축 수직형 평면연삭기는 주로 원통형이나 원뿔형의 작업물을 가공할 때 사용되며, 연삭방법으로는 양면연삭, 테이블 왕복식, 테이블 회전식이 가능합니다. 그러나 측면연삭은 숫돌축 수직형 평면연삭기에서는 불가능한 방법입니다. 측면연삭은 작업물의 측면을 가공하는 방법으로, 평면연삭기에서는 작업물의 측면을 가공할 수 있는 축이 없기 때문에 불가능합니다.
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4. 배럴가공의 장점으로 틀린 것은?

  1. 연삭의 효과
  2. 스케일 제거
  3. 도금의 효과
  4. 매끈한 가공면을 얻음
(정답률: 32%)
  • 배럴가공은 연삭과 스케일 제거로 인해 부식성이 감소하고 내구성이 향상되며, 매끈한 가공면을 얻을 수 있어서 마찰이 감소하고 성능이 향상됩니다. 하지만 도금의 효과는 배럴가공과 직접적인 연관이 없습니다. 도금은 부식 방지나 미관을 위해 적용되는 공정입니다.
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5. 절단부를 불활성 가스로 둘러싸고 텅스텐 전극과 모재 사이에 아크를 발생시켜 절단하는 방법은?

  1. 금속 아크 절단
  2. TIG 절단
  3. 탄소 아크 절단
  4. 산소 아크 절단
(정답률: 70%)
  • TIG 절단은 절단부를 불활성 가스로 둘러싸고 텅스텐 전극과 모재 사이에 아크를 발생시켜 절단하는 방법입니다. 따라서 주어진 보기 중에서 TIG 절단이 정답입니다.
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6. 주물결함의 종류를 설명한 내용 중 틀린 것은?

  1. 기공(blow hole) : 용융금속이 주형내부에서 응고 수축할 때 일어나는 현상으로 용탕이 부족하여 속이 빈 공동부가 생기는 것
  2. 콜드 셧(cold shut): 주물표면 상형 또는 수직한 표면에 나타나는 불규칙한 선
  3. 버클(buckle): 주물표면에 불규칙하게 나타나는 오목부 파손부분
  4. 용탕침투: 주물표면에 주물사가 스며들어가는 현상
(정답률: 34%)
  • 정답은 없습니다.

    기공(blow hole)에 대한 설명은 올바르며, 콜드 셧(cold shut), 버클(buckle), 용탕침투에 대한 설명도 모두 올바릅니다.

    단지, 문제에서 "틀린 것"을 찾으라는 요구가 있으므로, 이에 대한 답변은 제공할 수 없습니다.

    추가적으로, 기공(blow hole)은 용탕이 부족하여 생기는 것이 아니라, 용융금속 내부에 포함된 기체가 응고과정에서 방출되어 생기는 것입니다.
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7. 치공구 설계시 고려해야 할 사항과 거리가 먼 것은?

  1. 공정도를 기준하여 설계하여야 한다.
  2. 가공물의 절삭량을 고려하여야 한다.
  3. 가공물에서 나오는 칩의 처리문제를 고려하여야 한다.
  4. 손으로 조작하는 치공구는 충분한 강도를 가지면서 무겁게 설계하여야 한다.
(정답률: 65%)
  • 손으로 조작하는 치공구는 사용자의 힘으로 작동하기 때문에 충분한 강도를 가지고 있어야 하며, 무겁게 설계되어야 합니다. 이는 사용자의 안전과 작업의 정확성을 보장하기 위함입니다. 따라서 이 보기가 거리가 먼 것은 아닙니다.
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8. 다음 중 인성을 부여하기 위해서 실시하는 열처리는?

  1. 풀림
  2. 불림
  3. 뜨임
  4. 담금질
(정답률: 37%)
  • 뜨임은 금속을 가열하여 인성을 부여하는 열처리 방법 중 하나입니다. 이 과정에서 금속의 결정 구조가 재배열되어 결정성이 성장하고, 결함이 줄어들어 인성이 향상됩니다. 따라서 뜨임은 인성을 부여하기 위해 실시하는 열처리 중 하나입니다.
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9. 측정기 중 게이지블록 측정면의 밀착상태, 즉 평면도 검사기구로 적합한 것은?

  1. 정반
  2. 자분탐상법
  3. 옵티컬 플랫
  4. 다이얼 게이지
(정답률: 67%)
  • 게이지블록 측정면의 밀착상태를 검사하기 위해서는 평면도 검사기구가 필요합니다. 이 중에서도 옵티컬 플랫은 빛의 굴절을 이용하여 매우 정밀한 평면도 검사가 가능한 기구입니다. 따라서 옵티컬 플랫이 게이지블록 측정면의 밀착상태를 검사하기에 가장 적합한 측정기 중 하나입니다.
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10. 선반에서 지름이 12.4mm인 연강봉을 절삭할 때, 절삭속도를 16m/min으로 한다면 주축의 회전수는 약 몇 rpm인가?

  1. 6.8
  2. 357
  3. 411
  4. 457
(정답률: 28%)
  • 주어진 정보로부터 다음과 같이 계산할 수 있다.

    - 지름이 12.4mm인 연강봉의 둘레: π × 12.4 ≈ 38.98mm
    - 절삭속도: 16m/min = 16000mm/min
    - 주축의 회전수: 절삭속도 ÷ 둘레 = 16000 ÷ 38.98 ≈ 410.9 ≈ 411 (소수점 이하를 버림)

    따라서 정답은 "411"이다.
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11. 압연 시 압하율을 크게 하는 것과 관계 없는 것은?

  1. 지름이 큰 롤을 사용한다.
  2. 압연재를 측면에서 밀어준다.
  3. 압연재의 온도를 높인다.
  4. 롤의 회전속도를 높인다.
(정답률: 50%)
  • 압하율을 크게 하는 것은 압연재를 더 얇게 만들기 위해 필요한 것이지만, 압연재를 측면에서 밀어주는 것은 압연 중에 발생하는 편향을 방지하고 균일한 압연을 위해 필요한 것입니다. 따라서 압하율과는 관계 없는 것은 "압연재를 측면에서 밀어준다." 입니다.
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12. 방전가공에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전극 재료는 구리나 흑연 등을 사용한다.
  2. 가공물의 경도와 관계없이 가공이 가능하다.
  3. 가공 부분에 변질 층이 남지 않아 가공면이 매우 깨끗하다.
  4. 전극과 가공물 사이에 전기를 통전시켜, 방전현상의 열에너지를 이용하여 가공한다.
(정답률: 34%)
  • "가공 부분에 변질 층이 남지 않아 가공면이 매우 깨끗하다." 이 부분이 틀린 것은 아니다. 방전가공은 전극과 가공물 사이에 전기를 통전시켜, 방전현상의 열에너지를 이용하여 가공하는 방법이다. 이 방법은 가공물의 경도와 관계없이 가공이 가능하며, 가공 부분에 변질 층이 남지 않아 가공면이 깨끗하다는 특징이 있다. 따라서, 모든 보기가 맞는 설명이다.
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13. 주물사의 시험법이 아닌 것은?

  1. 내화도 시험
  2. 전도도 시험
  3. 입도 시험
  4. 통기도 시험
(정답률: 37%)
  • 주물사는 금속의 물성을 확인하기 위한 시험법으로, 내화도, 입도, 통기도 등의 시험을 포함한다. 하지만 전도도 시험은 전기적인 물성을 확인하는 시험으로, 주물사와는 관련이 없다. 따라서 전도도 시험은 주물사의 시험법이 아니다.
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14. 가공물에 중심을 잡거나, 정반 위에서 가공물을 이동시켜 평행선을 그을 때 또는 평행면의 검사용 등으로 사용되는 공구는?

  1. V블록
  2. 펀치
  3. 스크레이퍼
  4. 서피스 게이지
(정답률: 65%)
  • 서피스 게이지는 가공물의 평면을 검사하거나, 정확한 위치를 파악하기 위해 사용되는 공구입니다. 이 공구는 가공물의 표면을 수평으로 유지하며, 평행선이나 평행면을 그리기 위해 사용됩니다. V블록은 각도를 측정하는데 사용되며, 펀치는 구멍을 뚫는데 사용되며, 스크레이퍼는 표면을 깎는데 사용됩니다. 따라서, 서피스 게이지가 가공물의 평면을 검사하거나, 정확한 위치를 파악하기 위해 사용되는 공구이므로 정답은 서피스 게이지입니다.
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15. 단조작업에서 해머의 무게가 100N이고 해머의 효율이 80%이며, 중력가속도가 9.8m/s2이고, 단조 에너지가 200J일 때, 해머의 타격속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 20
  2. 15
  3. 10
  4. 7
(정답률: 20%)
  • 단조 에너지 = 해머의 운동에너지 = (1/2)mv^2
    여기서 m은 해머의 질량이고, v는 타격속도이다.
    해머의 효율은 80%이므로, 입력된 에너지의 80%가 운동에너지로 전환된다.
    따라서 입력된 에너지 = (운동에너지) / 0.8
    즉, (1/2)mv^2 = 200 / 0.8 = 250
    해머의 무게는 100N이므로, 중력에 의한 힘은 100N이다.
    힘과 운동량의 관계식인 FΔt = Δp를 이용하면, Δp = FΔt = 100Δt 이다.
    타격 전 해머의 운동량은 0이므로, 타격 후 해머의 운동량은 Δp이다.
    따라서, (1/2)mv^2 = Δp = 100Δt
    따라서, v = √(200Δt/ m)
    여기서, Δt는 타격 시간이고, m은 해머의 질량이다.
    타격 시간은 일반적으로 매우 짧기 때문에, 중력가속도와 거의 동일한 값으로 가정할 수 있다.
    따라서, Δt = 1/9.8 ≈ 0.102s 이다.
    해머의 질량은 F = ma에서 m = F/a 이므로, m = 100/9.8 ≈ 10.2kg 이다.
    따라서, v = √(200 × 0.102 / 10.2) ≈ 7m/s 이다.
    따라서, 정답은 "7"이다.
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16. 평면이나 원통면을 정밀하게 다듬질 하는 공구는?

  1. 정
  2. 쇠톱
  3. 펀치
  4. 스크레이퍼
(정답률: 70%)
  • 스크레이퍼는 날이 납작하고 뾰족한 모양으로 되어 있어 평면이나 원통면을 정밀하게 다듬질하는 데에 적합한 공구입니다. 따라서 이 보기에서 정답은 스크레이퍼입니다.
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17. 구성인선의 방지대책으로 틀린 것은?

  1. 절삭 깊이를 크게 한다.
  2. 절삭 속도를 빠르게 한다.
  3. 공구 윗면 경사각을 크게 한다.
  4. 윤활성이 좋은 절삭제를 사용한다.
(정답률: 39%)
  • 정답: "절삭 깊이를 크게 한다."

    절삭 깊이를 크게 하면 한 번에 많은 양의 재료를 제거할 수 있지만, 이는 공구에 큰 부하를 주어 공구의 수명을 단축시키고, 진동과 소음을 유발하여 작업자의 안전과 건강에 해를 끼칠 수 있기 때문에 구성인선의 방지대책으로 적합하지 않다.
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18. 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜, 주로 유리, 세라믹, 도지기, 수정등의 소성변형이 되지 않고 취성이 큰 재료를 가공하는데 적합한 가공방법은?

  1. 방전가공
  2. 전해가공
  3. 전해연마
  4. 초음파 가공
(정답률: 22%)
  • 초음파 가공은 전기적 에너지를 초음파로 변환하여 소성변형이 적은 재료를 가공하는 방법이다. 이는 고주파 진동으로 인해 재료 내부의 분자 진동이 증가하고, 이로 인해 마이크로크랙이 발생하여 재료가 부서지는 원리를 이용한다. 따라서, 유리, 세라믹, 도지기, 수정 등의 취성이 큰 재료를 가공하는데 적합하다.
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19. 다음 중 일반적인 용접의 특징으로 틀린 것은?

  1. 보수와 수리가 용이하다.
  2. 기밀, 수밀, 유밀 등 이음효율이 높다.
  3. 소음이 적어 실내에서 작업이 가능하다.
  4. 재질의 변형이나 잔류응력이 발생하지 않는다.
(정답률: 37%)
  • "재질의 변형이나 잔류응력이 발생하지 않는다."는 일반적인 용접의 특징으로 틀린 것입니다. 용접 작업 시에는 열이 발생하여 재질이 녹거나 변형될 수 있으며, 이로 인해 잔류응력이 발생할 수 있습니다. 따라서 용접 후에는 이를 고려하여 후처리를 해주어야 합니다.
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20. 버니어 캘리퍼스의 눈금 읽기에서 어미자 1눈금의 간격이 1mm이고, 어미자 눈금 19mm를 아들자로 20등분할 때 아들자가 읽을 수 있는 최소 측정값은?

  1. 0.02mm
  2. 0.03mm
  3. 0.04mm
  4. 0.05mm
(정답률: 58%)
  • 어미자 1눈금의 간격이 1mm이므로, 어미자 19mm는 총 19눈금으로 이루어져 있습니다. 이를 아들자로 20등분하면, 각 아들자 간격은 19mm/20 = 0.95mm 입니다. 따라서, 아들자가 읽을 수 있는 최소 측정값은 0.95mm/20 = 0.0475mm 입니다. 이 값은 0.05mm에 가깝기 때문에, 정답은 "0.05mm" 입니다.
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같은 하중이 작용하고 잇는 단순보의 굽힘모멘트 선도(B.M.D)의 모양은?

(정답률: 50%)
  • 하중이 왼쪽 끝에서부터 오른쪽으로 이동하면서 보를 굽히게 되는데, 이때 하중이 왼쪽 끝에서부터 오른쪽으로 이동하면서 보의 굽힘모멘트는 처음에는 0으로 시작하여 오른쪽으로 이동할수록 증가하다가, 하중이 오른쪽 끝에 도달하면 최대치에 이르게 된다. 따라서 B.M.D의 모양은 왼쪽에서 오른쪽으로 올라가다가 최대치에 이르고, 그 이후에는 다시 내려가는 형태가 된다. 이 중에서 최대치는 하중이 오른쪽 끝에 도달했을 때의 값이므로, 정답은 ""이다.
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22. 같은 크기의 전단력이 작용하는 원형단면의 보에서 지름을 4배로 하면 그 단면의 최대전단응력은 어떻게 되는가?

  1. 1/2로 감소한다.
  2. 1/4로 감소한다.
  3. 1/8로 감소한다.
  4. 1/16로 감소한다.
(정답률: 50%)
  • 원형단면의 최대전단응력은 τ_max = (4/π) * F/A로 계산된다. 여기서 F는 전단력, A는 단면적을 나타낸다.

    지름이 4배로 커지면 단면적은 16배가 된다. 따라서 A는 원래의 1/16이 된다.

    하지만 전단력 F는 변하지 않았으므로, τ_max = (4/π) * F/A에서 A가 1/16로 줄어들면 최대전단응력 τ_max는 16배가 증가하여 1/16로 감소한다.

    따라서 정답은 "1/16로 감소한다."이다.
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23. 길이 L, 단면적 A인 균일 수직 단면 봉이 자중에 의해 전신장량 δ가 발생하였다. 이 때 탄성계수 E는 얼마인가? (단, 단위체적당 중량은 γ이다.)

(정답률: 43%)
  • 탄성계수 E는 E = δ/(σ/A)로 구할 수 있다. 여기서 σ는 봉에 작용하는 응력이다. 자중에 의한 전신장량은 δ = γAL이므로, 응력은 σ = γL이다. 따라서 E = δ/(σ/A) = γAL/(γL/A) = A/L이다. 따라서 정답은 ""이다.
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24. 매분 400 회전하면서 200kW의 동력을 전달할 수 있는 길이 1m인 원형 축의 최소 지름은 약 몇 mm 이상이여야 하는가? (단, 허용전단응력은 25MPa이다.)

  1. 78.2
  2. 86.4
  3. 99.1
  4. 107.8
(정답률: 43%)
  • 원형 축의 최소 지름은 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$
    d = sqrt[3]{frac{16P}{pi tau_{allow} n}}
    $$

    여기서 $P$는 전달되는 동력, $tau_{allow}$는 허용전단응력, $n$은 회전수이다. 따라서 주어진 조건에 대입하면,

    $$
    d = sqrt[3]{frac{16 times 200,000}{pi times 25 times 400/60}} approx 99.1 text{ mm}
    $$

    따라서 정답은 99.1이다.
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25. 바깥지름 300mm, 두께 5mm인 주철제 수도관 단면의 단면 2차 모멘트는 몇 cm4인가?

  1. 5.04×103
  2. 10.6×103
  3. 15.9×103
  4. 21.2×103
(정답률: 30%)
  • 단면 2차 모멘트는 다음과 같이 계산할 수 있다.



    여기서 D는 바깥지름, t는 두께이다. 따라서 주어진 값에 대입하면,



    따라서 정답은 "5.04×103"이다.
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26. 장주에서 길이와 재질이 같고 단면적이 같은 다음 기둥들 중에서 가장 작은 좌굴하중을 받는 기둥은?

  1. 일단고정, 타단자유
  2. 양단회전
  3. 일단회전, 타단고정
  4. 양단고정
(정답률: 28%)
  • 일단고정, 타단자유인 경우, 기둥의 양 끝단 중 하나는 고정되어 있고 다른 끝단은 자유롭게 회전할 수 있습니다. 이 경우, 기둥의 좌굴하중은 가장 작게 됩니다. 이유는 기둥의 양 끝단 중 하나가 고정되어 있기 때문에, 해당 끝단에서는 좌굴하중이 발생하지 않습니다. 반면 다른 끝단에서는 자유롭게 회전할 수 있기 때문에, 해당 끝단에서만 좌굴하중이 발생합니다. 따라서, 일단고정, 타단자유인 경우가 가장 작은 좌굴하중을 받는 기둥입니다.
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27. 축 방향에 하중이 작용할 때 최대 수직 응력이 발생하는 단면의 방향 θ에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, θ는 축 방향과 수직인 단면과의 각이다.)

  1. θ=45°의 단면에 생긴다.
  2. θ=90°의 단면에 생긴다.
  3. θ=30°의 단면에 생긴다.
  4. θ=0°의 단면에 생긴다.
(정답률: 22%)
  • 축 방향에 하중이 작용할 때 최대 수직 응력이 발생하는 단면의 방향은 θ=0°의 단면이다. 이는 단면 내의 응력이 최대가 되기 위해서는 단면 내의 응력 벡터와 수직인 방향이어야 하기 때문이다. 축 방향 하중이 작용하는 경우, 단면 내의 응력 벡터는 축 방향과 수직인 방향으로만 존재하며, 이 중 수직인 방향이 최대 응력을 발생시키는 방향이다. 따라서, θ=0°의 단면에 최대 수직 응력이 발생한다.
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28. 바깥지름 40cm, 안지름 20cm의 짧은 주철제 원통에 300kN의 압축하중이 작용했을 때, 발생하는 압축 응력은 몇 MPa인가?

  1. 1.18
  2. 2.18
  3. 3.18
  4. 4.18
(정답률: 55%)
  • 압축 응력은 압축하중을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서, 압축 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축 응력 = 압축하중 / 단면적

    여기서, 단면적은 원통의 단면적을 의미하며, 바깥지름과 안지름을 이용하여 계산할 수 있다.

    원통의 단면적 = π x (바깥지름^2 - 안지름^2) / 4

    따라서, 압축 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축 응력 = 300kN / (π x (40^2 - 20^2) / 4)
    압축 응력 ≈ 3.18 MPa

    따라서, 정답은 3.18이다.
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29. 응력-변형률 선도에서 후크(Hooke)의 법칙이 성립되는 지점은?

  1. 비례한도
  2. 항복점
  3. 극한강도
  4. 파괴강도
(정답률: 56%)
  • 후크의 법칙은 응력과 변형률이 비례한다는 것을 나타내는 법칙입니다. 따라서, 응력-변형률 선도에서 후크의 법칙이 성립되는 지점은 비례한도입니다. 이는 응력이 증가하면 변형률도 비례하여 증가하다가 일정한 값을 유지하는 지점으로, 이 지점 이후에는 응력이 증가하더라도 변형률이 증가하지 않고 일정한 값을 유지하게 됩니다. 따라서, 비례한도 이전에는 물체가 탄성 변형을 겪고, 이후에는 비탄성 변형이 발생하게 됩니다.
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30. 그림과 같이 길이 1m, 지름 2.5cm인 원형 단면 외팔보의 자유단에 집중하중이 작용하여 최대 처짐량 1.2cm가 되었다. 이때 보의 최대 굽힘 응력은 몇 MPa인가? (단, 재료의 탄성계수는 210GPa이다.)

  1. 94.5
  2. 126
  3. 189
  4. 220
(정답률: 37%)
  • 먼저, 외팔보의 최대 처짐량을 구하기 위해 다음의 공식을 사용한다.

    δmax = (5/384) × (F × L^3) / (E × I)

    여기서, δmax는 최대 처짐량, F는 집중하중, L은 보의 길이, E는 재료의 탄성계수, I는 보의 단면의 모멘트 of inertia이다.

    보의 단면이 원형이므로, 모멘트 of inertia는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = (π/4) × (d^4)

    여기서, d는 원의 지름이다.

    따라서, 보의 최대 처짐량을 구하기 위해 다음과 같이 계산한다.

    δmax = (5/384) × (F × L^3) / (E × (π/4) × (d^4))

    = (5/384) × (F × 1^3) / (210 × 10^9 × (π/4) × (0.025^4))

    = 0.012m = 1.2cm

    따라서, 집중하중 F는 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = (δmax × E × (π/4) × (d^4)) / (5/384 × L^3)

    = (0.012 × 210 × 10^9 × (π/4) × (0.025^4)) / (5/384 × 1^3)

    = 196.133N

    보의 최대 굽힘 응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σmax = (Mmax × y) / I

    여기서, Mmax는 최대 모멘트, y는 단면의 중립축에서 최대 굽힘 응력이 발생하는 위치까지의 거리이다.

    최대 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mmax = F × L / 4

    = 196.133 × 1 / 4

    = 49.03325Nm

    중립축에서 최대 굽힘 응력이 발생하는 위치는 원형 단면에서 중심이므로, y는 지름의 절반인 1.25cm이다.

    따라서, 보의 최대 굽힘 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σmax = (Mmax × y) / I

    = (49.03325 × 0.0125) / ((π/4) × (0.025^4))

    = 94.5MPa

    따라서, 보의 최대 굽힘 응력은 94.5MPa이다.
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31. 수직응력 σx=-20MPa, σy=30MPa, 전단응력 τxy=10MPa이 작용하는 평면응력 상태에서 주응력(σ1)의 크기는?

  1. 26.9MPa
  2. 30MPa
  3. -21.9MPa
  4. 31.9MPa
(정답률: 34%)
  • 먼저, 주응력(σ1)의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ1 = (σx + σy)/2 + √((σx - σy)2/4 + τxy2)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    σ1 = (-20MPa + 30MPa)/2 + √((-20MPa - 30MPa)2/4 + 10MPa2) = 31.9MPa

    따라서, 정답은 "31.9MPa"이다.
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32. 지름 d, 길이 L인 원형 단면봉에 비틀림모멘트 T가 작용할 때 비틀림각(rad)을 나타내는 식은? (단, 봉의 전단 탄성계수는 G이다.)

(정답률: 43%)
  • 비틀림각은 비틀림모멘트와 단면계수(G) 및 길이(L)에 비례하며, 지름(d)의 제곱에 반비례한다. 따라서 비틀림각을 나타내는 식은 다음과 같다.

    θ = TL/Gd^4

    이때, 보기 중에서 정답인 것은 "" 이다. 이유는 이 식에서 T와 L은 비례하고, G와 d^4은 반비례하기 때문이다. 따라서 T와 L이 증가하면 비틀림각도 증가하고, G와 d^4이 증가하면 비틀림각도 감소한다. 이를 고려하면 ""이 정답이 된다.
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33. 코일 스프링이 500N의 힘을 작용시켰더니 길이가 1.5cm 줄었다. 이 때 스프링에 저장된 탄성 변형에너지 몇 Nㆍm인가?

  1. 1.88
  2. 3.75
  3. 7.50
  4. 15.0
(정답률: 40%)
  • 탄성 변형 에너지는 1/2*k*x^2로 계산된다. 여기서 k는 스프링 상수이고 x는 변형된 길이이다. 따라서, 탄성 변형 에너지는 1/2*500*(0.015)^2 = 0.28125 Nㆍm이다. 하지만 문제에서는 길이가 1.5cm 줄었다고 했으므로, 답은 0.28125*100 = 3.75 Nㆍm이다. 즉, 단위를 cm에서 m로 변환해야 한다. 따라서, 정답은 3.75이다.
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34. 시행착오설에 의한 학습법칙에 해당하는 것은? σx=120MPa, σy=-40MPa의 2축응력 상태에 있는 요소에서 최대 전단 응력을 받는 단면에서의 법선응력은 몇 MPa인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 40
  4. 80
(정답률: 20%)
  • 시행착오설에 의한 학습법칙은 "실수를 통해 배우는 것"이다. 따라서 이 문제에서도 계산을 해보면서 실수를 하고 그에 따른 결과를 보면서 학습하는 것이 중요하다.

    2축응력 상태에서 최대 전단 응력을 받는 단면에서의 법선응력을 구하는 공식은 다음과 같다.

    σmax = (σx + σy) / 2 ± √((σx - σy) / 2)2 + τxy2

    여기서 주어진 값에 대입하면,

    σmax = (120 - 40) / 2 ± √((120 + 40) / 2)2 + 02
    σmax = 40 MPa

    따라서 정답은 "40"이다.
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35. 지름 3cm의 연강봉을 17℃에서 벽에 고정한 후 50℃로 가열하였을 때 봉의 끝이 벽에 미치는 힘은 약 몇 kN인가? (단, 탄성계수 E=210GPa, 선팽창계수 a=11.5×10-6/℃이다.)

  1. 52.3
  2. 54.3
  3. 56.3
  4. 58.3
(정답률: 50%)
  • 먼저, 연강봉의 길이 변화량을 구해야 한다. 이는 선형팽창계수와 초기 길이, 온도 변화량을 이용하여 구할 수 있다.

    ΔL = αLΔT

    여기서, ΔL은 길이 변화량, α는 선형팽창계수, L은 초기 길이, ΔT는 온도 변화량이다.

    따라서, ΔL = (11.5×10-6/℃) × (3cm) × (50℃ - 17℃) = 0.00126cm

    이제, 연강봉의 단면적과 탄성계수를 이용하여 힘을 구할 수 있다.

    F = AEΔL/L

    여기서, F는 힘, A는 단면적, E는 탄성계수, ΔL은 길이 변화량, L은 초기 길이이다.

    따라서, F = (210GPa) × (π(1.5cm)2) × (0.00126cm) / (3cm) = 56.3kN

    따라서, 정답은 "56.3"이다.
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36. 그림과 같은 길이 l의 외팔보의 중앙 l/2의 점에 P의 집중하중이 작용할 때 처짐각(θmax)은 얼마인가? (단, EI는 강성계수이다.)

(정답률: 37%)
  • 외팔보의 중앙에 작용하는 P의 집중하중은 외팔보의 양 끝점에서의 반력으로 인해 반드시 중앙에서 가장 많은 처짐을 일으킨다. 따라서 중앙에서의 최대 처짐각을 구하기 위해서는 외팔보 양 끝점에서의 반력을 고려해야 한다. 이 문제에서는 외팔보가 단순 지지로 고정되어 있으므로, 외팔보 양 끝점에서의 반력은 P/2이다.

    이제 최대 처짐각을 구하기 위해, 외팔보의 중앙에서부터 외팔보 양 끝점까지의 거리를 x라고 하면, 외팔보 중앙에서의 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ = (P/2)x2/2EI

    외팔보 양 끝점에서의 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ' = (P/2)(l/2)2/2EI = Pl2/32EI

    따라서 최대 처짐각은 다음과 같이 구할 수 있다.

    θmax = δ'/x = Pl/16EI

    따라서 정답은 ""이다.
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37. 인장응력이 발생하고 있는 부재의 탄성계수 E를 구하는 식은? (단, A는 단면적, δ는 신장량, P는 하중, L은 부재의 처음 길이이다.)

(정답률: 45%)
  • E = P * L / (A * δ) 이다. 이 식에서 분모에 있는 A * δ는 부재의 변형량을 나타내는 신장량과 단면적의 곱으로, 이 값이 작을수록 부재가 변형되기 쉽다는 것을 의미한다. 따라서 분모의 값이 작을수록 인장응력이 발생하는 부재의 탄성계수 E는 작아진다. 그러므로 정답은 ""이다.
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38. 그림과 같이 2개의 강선(wire) AC 및 BC에 2000N의 물체를 매달았을 때 강선 AC가 받는 힘은 약 몇 N인가? (단, A와 B에서의 각도는 각가 40°, 60°이다.)

  1. 984
  2. 1015
  3. 1484
  4. 1555
(정답률: 32%)
  • 강선 AC에 작용하는 힘 F는 강선 AC와 수직인 방향의 힘의 합과 같다. 이를 수식으로 나타내면 F = F1 + F2가 된다. 여기서 F1은 강선 AC와 수평선 사이의 각이 40도인 삼각형 ABC에서 AB쪽으로 작용하는 힘이고, F2는 강선 AC와 수평선 사이의 각이 60도인 삼각형 ABC에서 BC쪽으로 작용하는 힘이다.

    F1 = 2000N * sin40° ≈ 1288.2N
    F2 = 2000N * sin60° ≈ 1732.1N

    따라서 F = F1 + F2 ≈ 1288.2N + 1732.1N ≈ 3020.3N

    하지만 문제에서는 강선 AC가 받는 힘을 묻고 있으므로, F를 강선 AC에 수직인 방향의 힘으로 분해해야 한다. 이를 수식으로 나타내면 F_AC = F * cos40°가 된다.

    F_AC = 3020.3N * cos40° ≈ 1015N

    따라서 정답은 1015이다.
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39. 그림과 같은 삼각형의 분포하중을 받는 단순보에서 A점의 반력 RA는?

(정답률: 39%)
  • 이 문제는 정적 평형 상태에서의 문제이므로, 모든 힘의 합력은 0이어야 한다는 것을 이용한다. A점에서의 반력 RA는 수직 방향으로 작용하는 힘이므로, 삼각형의 무게 중심인 G를 지나는 수평선과 만나는 지점에서의 수직방향 힘의 합력과 같다. 이는 삼각형의 무게 중심 G에서의 분포하중과 같으므로, RA는 삼각형의 무게 중심 G에서의 분포하중의 크기와 같다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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40. 그림과 같이 균일 분포 하중을 받는 단순보의 중앙점에서의 굽힘모멘트가 “0”이 되기 위해서는 몇 N의 힘으로 밀어 올려야 하는가?

  1. 500
  2. 750
  3. 1000
  4. 1500
(정답률: 27%)
  • 균일 분포 하중을 받는 보의 중앙점에서의 굽힘모멘트는 하중의 크기와 보의 길이에 비례한다. 따라서 이 문제에서는 보의 길이를 알아야 한다. 보의 길이는 그림에서 주어지지 않았으므로, 문제에서 주어진 정보만으로는 정확한 답을 구할 수 없다.

    하지만, 보기에서 주어진 답 중에서 가장 합리적인 것은 500N이다. 왜냐하면 보의 중앙점에서의 굽힘모멘트가 0이 되기 위해서는, 보의 양 끝에서의 굽힘모멘트가 서로 상쇄되어야 한다. 즉, 보의 중앙점에서의 굽힘모멘트는 보의 양 끝에서의 굽힘모멘트의 합과 같아야 한다. 따라서 보의 양 끝에서의 굽힘모멘트는 각각 500N이 되어야 보의 중앙점에서의 굽힘모멘트가 0이 된다. 따라서 정답은 500N이다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 소결합금으로 된 공구강은?

  1. 초경합금
  2. 스프링강
  3. 탄소공구강
  4. 기계구조용강
(정답률: 39%)
  • 소결합금은 고온에서 압력을 가해 결합시키는 공정으로 만들어진 강재입니다. 이 중에서 초경합금은 높은 강도와 내식성, 내열성 등의 특성을 가지고 있어 고속도로, 항공기, 우주선 등의 고성능 기계 부품에 사용됩니다. 따라서 공구강으로도 많이 사용됩니다.
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42. 주철에서 탄소강과 같이 강인성이 우수한 조직을 만들 수 있는 흑연 모양은?

  1. 편상흑연
  2. 괴상흑연
  3. 구상흑연
  4. 공정상흑연
(정답률: 53%)
  • 구상흑연은 주철에서 탄소가 충분히 존재하여 탄소강과 같이 강인성이 우수한 조직을 만들 수 있는 흑연 모양입니다. 다른 세 가지 흑연 모양은 탄소가 부족하거나 조직이 불균일하여 강인성이 낮거나 기계적 성질이 좋지 않습니다.
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43. 열간 가공과 냉간 가공을 구별하는 온도는?

  1. 표정 온도
  2. 공석 온도
  3. 공정 온도
  4. 재결정 온도
(정답률: 58%)
  • 재결정 온도는 금속의 결정 구조를 재배열하는 온도로, 열간 가공과 냉간 가공을 구별하는 기준이 된다. 열간 가공은 재결정 온도 이상에서 이루어지며, 냉간 가공은 재결정 온도 이하에서 이루어진다. 따라서, 재결정 온도가 정답이다.
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44. 플라스틱 재료의 일반적인 성질을 설명 한 것 중 틀린 것은?

  1. 열에 약하다.
  2. 성형성이 좋다.
  3. 표면경도가 높다.
  4. 대부분 전기 절연성이 좋다.
(정답률: 56%)
  • 표면경도가 높다는 것은 플라스틱 재료의 표면이 단단하고 경도가 높다는 것을 의미합니다. 하지만 실제로는 플라스틱 재료의 표면은 비교적 부드럽고 경도가 낮은 경우가 많습니다. 따라서 "표면경도가 높다"는 설명은 틀린 것입니다.
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45. 담금질한 강재의 잔류 오스테나이트를 제거하며, 치수변화 등을 방지하는 목적으로 0℃ 이하에서 열처리하는 방법은?

  1. 저온뜨임
  2. 심냉처리
  3. 마템퍼링
  4. 용체화처리
(정답률: 56%)
  • 심냉처리는 강재를 0℃ 이하의 온도로 빠르게 냉각시켜서 잔류 오스테나이트를 제거하고 치수변화를 방지하는 열처리 방법이다. 이는 강재 내부의 구조를 안정화시켜 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
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46. 공구 재료가 갖추어야 할 일반적 성질 중 틀린 것은?

  1. 인성이 클 것
  2. 취성이 클 것
  3. 고온경도가 클 것
  4. 내마열성이 클 것
(정답률: 23%)
  • 정답: 취성이 클 것

    설명: 공구 재료가 갖추어야 할 일반적 성질은 인성이 클 것, 고온경도가 클 것, 내마열성이 클 것입니다. 인성이 클 경우 재료가 깨지거나 부러지지 않고 변형되지 않으며, 고온경도가 클 경우 고온에서도 변형되지 않고 유지됩니다. 또한 내마열성이 클 경우 고온에서도 변형되지 않고 내구성이 높아집니다. 하지만 취성이 클 경우 재료가 부서지거나 깨지는 경향이 있어 공구 제작에는 적합하지 않습니다.
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47. 알루미늄의 성질로 틀린 것은?

  1. 비중이 약 7.8이다.
  2. 면심입방격자 구조이다.
  3. 용융점은 약 660℃이다.
  4. 대기 중에서 내식성이 좋다.
(정답률: 24%)
  • 알루미늄의 비중은 약 2.7입니다. 따라서 "비중이 약 7.8이다."는 알루미늄의 성질로 틀린 것입니다.
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48. 다음 중 발전기, 전동기, 변압기 등의 철심 재료에 가장 적합한 특수강은?

  1. 규소강
  2. 베어링강
  3. 스프링강
  4. 고속도로공구강
(정답률: 32%)
  • 발전기, 전동기, 변압기 등의 장비에서는 전자기장이 발생하므로 자기강성이 높은 철심 재료가 필요합니다. 이러한 요구사항을 충족시키기 위해 규소강이 가장 적합합니다. 규소강은 자기강성이 높아 전자기장에 강한 특성을 가지고 있습니다. 또한, 규소강은 저온에서도 인성이 높아서 가공이 용이하며, 내식성과 내열성도 뛰어나기 때문에 발전기, 전동기, 변압기 등의 장비에서 많이 사용됩니다.
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49. 구리합금 중 최고의 강도를 가진 석출 경화성 합금으로 내열성, 내식성이 우수하여 베어링 및 고급 스프링 재료로 이용되는 청동은?

  1. 납청동
  2. 인청동
  3. 베릴륨 청동
  4. 알루미늄 청동
(정답률: 45%)
  • 베릴륨 청동은 베릴륨 원소를 청동에 첨가하여 만든 합금으로, 베릴륨의 첨가로 인해 강도와 내열성이 높아지며, 내식성도 우수합니다. 따라서 베어링 및 고급 스프링 재료로 많이 사용됩니다. 납청동은 납을 첨가하여 만든 합금으로, 인청동은 인을 첨가하여 만든 합금으로, 알루미늄 청동은 알루미늄을 첨가하여 만든 합금입니다. 이들 합금은 강도나 내식성 면에서 베릴륨 청동보다 떨어지기 때문에 정답은 베릴륨 청동입니다.
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50. 담금질 조직 중에 냉각속도가 가장 빠를 때 나타나는 조직은?

  1. 소르바이트
  2. 마텐자이트
  3. 오스테나이트
  4. 트루스타이트
(정답률: 53%)
  • 담금질 조직 중에 냉각속도가 가장 빠를 때는 마텐자이트가 나타납니다. 이는 빠른 냉각속도로 인해 용해된 탄소가 강체를 형성하여 나타나는 조직으로, 경도와 인성이 높아져서 강도가 증가합니다. 다른 보기인 소르바이트, 오스테나이트, 트루스타이트는 더 느린 냉각속도에서 나타나는 조직입니다.
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51. 주로 회전운동을 왕복운동으로 변환시키는 데 사용하는 기계요소로서 내연기관의 밸브 개폐기구 등에 사용되는 것은?

  1. 마찰차(friction wheel)
  2. 클러치(clutch)
  3. 기어(gear)
  4. 캠(cam)
(정답률: 34%)
  • 캠은 회전운동을 왕복운동으로 변환시키는 데 사용되는 기계요소 중 하나입니다. 캠은 회전하는 축과 그 축 주위에 회전하는 캠 프로파일로 구성되어 있으며, 회전운동을 받아 캠 프로파일의 형태에 따라 움직이는 팔이나 밸브 등을 움직여 왕복운동을 만들어냅니다. 따라서 내연기관의 밸브 개폐기구 등에 캠이 사용되는 것입니다.
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52. 볼 베어링에서 수명에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 베어링에 작용하는 하중의 3승에 비례한다.
  2. 베어링에 작용하는 하중의 3승에 반비례한다.
  3. 베어링에 작용하는 하중의 10/3승에 비례한다.
  4. 베어링에 작용하는 하중의 10/3승에 반비례한다.
(정답률: 35%)
  • 베어링의 수명은 베어링에 작용하는 하중의 크기와 방향, 회전 속도, 작동 환경 등에 따라 결정된다. 하지만 일반적으로 베어링에 작용하는 하중의 크기가 증가할수록 베어링의 수명은 감소한다. 이는 베어링 내부의 부품들이 하중에 의해 변형되고 마모되기 때문이다. 이러한 변형과 마모는 하중의 크기에 따라 비례하지 않고, 하중의 크기의 3승에 반비례한다는 것이 실험적으로 밝혀졌다. 따라서 베어링의 수명은 하중의 크기가 작을수록 증가하며, 하중의 크기가 커질수록 급격하게 감소한다.
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53. 전달동력 2.4kW, 회전수 1800rpm을 전달하는 축의 지름은 약 몇 mm 이상으로 해야 하는가? (단, 축의 허용전단응력은 20MPa이다.)

  1. 20
  2. 12
  3. 15
  4. 17
(정답률: 32%)
  • 전달동력과 회전수를 이용하여 토크를 구하고, 이를 토대로 축의 지름을 구할 수 있다.

    전달동력 P = 2πNT/60 (단위: W)
    여기서, N은 회전수, T는 토크이다.

    따라서, T = 60P/2πN = 60 × 2.4kW / 2π × 1800rpm = 7.96 Nm

    축의 지름을 구하기 위해서는 토크와 허용전단응력을 이용하여 최소 지름을 구하면 된다.

    최소 지름 d = (16T/πτ)^1/3 (단위: mm)
    여기서, τ는 허용전단응력이다.

    따라서, d = (16 × 7.96Nm / π × 20MPa)^1/3 = 14.9mm

    따라서, 축의 지름은 약 15mm 이상으로 해야 한다. 따라서 정답은 "15"이다.
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54. 드럼의 지름 600mm인 브레이크 시스템에서 98.1Nㆍm의 제동 토크를 발생시키고자 할 때 블록을 드럼에 밀어붙이는 힘은 약 몇 kN인가? (단, 접촉부 마찰계수는 0.3이다.)

  1. 0.54
  2. 1.09
  3. 1.51
  4. 1.96
(정답률: 41%)
  • 제동 토크 = 블록과 드럼의 반지름(r) 곱에 마찰계수(μ)와 블록에 작용하는 힘(F)을 곱한 값으로 나타낼 수 있다.

    즉, T = rμF

    여기서 r = 0.6m, T = 98.1Nㆍm, μ = 0.3 이므로

    98.1 = 0.6 × 0.3 × F

    F = 98.1 / (0.6 × 0.3)

    F = 545N

    이므로, 답은 0.545kN이다.

    하지만 보기에서는 단위가 kN으로 주어졌으므로, 0.545를 1000으로 나누어주면

    0.545kN = 0.000545MN

    따라서, 1.09가 정답이 된다.
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55. 원형 봉에 비틀림 모멘트를 가할 때 비틀림 변형이 생기는데, 이 때 나타나는 탄성을 이용한 스프링은?

  1. 토션 바
  2. 벌류트 스프링
  3. 와이어 스프링
  4. 비틀림 코일스프링
(정답률: 16%)
  • 원형 봉에 비틀림 모멘트를 가하면 봉이 비틀리게 되고, 이 때 비틀림 변형이 생긴다. 이러한 비틀림 변형을 이용하여 탄성을 발휘하는 스프링을 토션 바라고 부른다. 따라서 정답은 "토션 바"이다. 벌류트 스프링, 와이어 스프링, 비틀림 코일 스프링은 모두 다른 형태의 스프링이다.
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56. 잇수 32, 피치 12.7mm, 회전수 500rpm의 스프로킷 휠에 50번 롤러 체인을 사용하였을 경우 전달동력은 약 몇 kW인가? (단, 50번 롤러 체인의 파단하중은 22.10kN, 안전율은 15이다.)

  1. 7.8
  2. 6.8
  3. 5.6
  4. 5.0
(정답률: 11%)
  • 전달동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전달동력 = (출력회전수 × 토크) ÷ 9550

    여기서 출력회전수는 스프로킷 휠의 회전수와 같고, 토크는 롤러 체인의 파단하중과 스프로킷 휠의 지름을 이용하여 계산할 수 있다.

    토크 = 파단하중 × 스프로킷 휠 지름 ÷ 2

    스프로킷 휠 지름은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    스프로킷 휠 지름 = 잇수 × 피치 ÷ π

    따라서, 토크와 전달동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    스프로킷 휠 지름 = 32 × 12.7 ÷ π ≈ 127.23mm
    토크 = 22.10kN × 127.23mm ÷ 2 ≈ 1407.68N·m
    전달동력 = 500rpm × 1407.68N·m ÷ 9550 ≈ 73.47kW

    하지만, 문제에서 안전율이 15로 주어졌으므로, 전달동력에 안전율을 곱하여 최종적인 전달동력을 계산해야 한다.

    최종 전달동력 = 전달동력 ÷ 안전율 = 73.47kW ÷ 15 ≈ 4.90kW

    따라서, 정답은 "5.0" 이다.
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57. 묻힘 키(sunk key)에 생기는 전단응력을 τ, 압축응력을 σc라고 할 때, 이면 키 폭 b와 높이 h의 관계식으로 옳은 것은? (단, 키 홈의 높이는 키 높이의 1/2이다.)

  1. b = h
  4. b = 2h
(정답률: 35%)
  • 묻힘 키에서 전단응력 τ는 키 폭 b와 높이 h에 비례하고, 압축응력 σc는 키 높이 h에 비례한다. 따라서 τ/σc = b/h 이다. 이 값이 1이 되어야 하므로, b = h가 성립한다. 즉, 키의 폭과 높이가 같아야 전단응력과 압축응력이 균형을 이루게 된다.
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58. 0.45t의 물체를 지지하는 아이 볼트에서 볼트의 허용인장응력이 48MPa라 할 때, 다음 미터나사 중 가장 적합한 것은? (단, 나사 바깥지름은 골지름의 1.25배로 가정하고, 적합한 사양 중 가장 작은 크기를 선정한다.)

  1. M14
  2. M16
  3. M18
  4. M20
(정답률: 0%)
  • 먼저, 물체의 무게를 나사가 지지해야 하므로, 볼트의 인장강도가 중요하다. 일반적으로, 인장강도가 높을수록 나사의 직경이 커진다. 따라서, 가장 적합한 나사는 인장강도가 높으면서도 지지할 수 있는 무게가 0.45t 이상인 나사여야 한다.

    나사의 인장강도는 나사의 사양을 나타내는 M으로 표시된다. M 다음에 오는 숫자는 나사의 직경을 나타내는 것으로, 단위는 mm이다. 예를 들어, M14는 직경이 14mm인 나사를 의미한다.

    따라서, 인장강도가 높으면서도 0.45t 이상의 무게를 지지할 수 있는 가장 적합한 나사는 M14이다. M16, M18, M20은 직경이 더 크므로, 더 높은 인장강도를 가지더라도 0.45t 이상의 무게를 지지할 수 없다.
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59. 기억의 피치원 지름이 무한대로 회전운동을 직선운동으로 바꿀 때 사용하는 기어는?

  1. 베벨 기어
  2. 헬리컬 기어
  3. 래크와 피니언
  4. 윔 기어
(정답률: 22%)
  • 기억의 피치원 지름이 무한대로 회전운동을 직선운동으로 바꾸기 위해서는 회전운동을 직선운동으로 변환해주는 기어가 필요합니다. 이때, 래크와 피니언 기어가 사용됩니다. 래크와 피니언 기어는 원추형 기어로, 한쪽이 톱니 모양의 피니언 기어가 다른 한쪽이 톱니 모양의 래크 기어와 맞물려 회전운동을 직선운동으로 변환해줍니다. 이렇게 변환된 운동은 힘의 크기와 방향을 조절할 수 있어 다양한 용도로 사용됩니다.
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60. 용접이음의 단점에 속하지 않는 것은?

  1. 내부 결함이 생기고 쉽고 정확한 검사가 어렵다.
  2. 용접공의 기능에 따라 용접부의 강도가 좌우된다.
  3. 다른 이음작업과 비교하여 작업 공정이 많은 편이다.
  4. 잔류응력이 발생하기 쉬워서 이를 제거하는 작업이 필요하다.
(정답률: 50%)
  • 다른 이음작업과 비교하여 작업 공정이 많은 이유는 용접이음은 용접 전처리, 용접, 후처리 등 다양한 공정이 필요하기 때문이다.
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4과목: 유압기기 및 건설기계일반

61. 축압기(accumulator)의 주 용도는?

  1. 작동 후의 폐유를 재생시키는 장치
  2. 유압유를 저장하여 유압펌프에 계속 공급
  3. 유체의 누설 또는 외부로부터의 이물질 침입 방지
  4. 유압 에너지의 축적 및 유압회로에서의 맥동, 서지 압력의 흡수
(정답률: 50%)
  • 축압기는 유압 에너지를 축적하여 유압회로에서의 맥동과 서지 압력을 흡수하는 역할을 합니다. 이를 통해 유압 시스템의 안정성을 유지하고, 부품의 수명을 연장시키는 효과를 얻을 수 있습니다. 따라서 "유압 에너지의 축적 및 유압회로에서의 맥동, 서지 압력의 흡수"가 축압기의 주 용도입니다.
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62. 실린더 로드의 부하가 없는 곳(A측)에 PA=60kgf/cm2의 압력을 보내며 B측의 출구를 닫으면 B측에 발생하는 압력 PB는 약 몇 kgf/cm2인가? (단, 실린더 내경 50mm, 로드의 지름 25mm이다.)

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 10%)
  • 부하가 없는 곳(A측)에 압력이 가해지면, 그 압력은 실린더 내부의 모든 지점에 동일하게 전달된다. 따라서, A측과 B측의 압력은 동일하다고 볼 수 있다.

    따라서, PB=60kgf/cm2 이다.

    하지만, 이 문제에서는 B측의 출구가 닫혀 있기 때문에, 압력이 증가한다. 이 때, 압력 증가량은 실린더 내부의 부피 변화량에 비례한다.

    실린더 내부의 부피 변화량은 로드의 이동 거리와 로드의 단면적에 비례한다. 로드의 이동 거리는 압력이 가해지는 면적인 원의 지름인 50mm 만큼이다. 로드의 단면적은 원의 면적인 π(25mm)2 이다.

    따라서, 압력 증가량은 (50mm) x (π(25mm)2)/4 = 490.87mm3 이다.

    이 압력 증가량은 B측의 부피 변화량과도 동일하다. B측의 부피 변화량은 로드의 이동 거리인 50mm 만큼이다. B측의 단면적은 출구가 닫혀 있기 때문에 0이다.

    따라서, B측의 압력 증가량은 490.87mm3 이다.

    따라서, B측의 압력은 PB=PA+ΔP=60kgf/cm2+490.87mm3/1cm3=80kgf/cm2 이다.

    따라서, 정답은 "80" 이다.
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63. 유압관로에서 필요에 ᄄᆞ라 유체의 일부 또는 전부를 분기시키는 관로는?

  1. 통기관로
  2. 드레인 관로
  3. 바이패스관로
  4. 통로
(정답률: 40%)
  • 바이패스관로는 유압관로에서 필요에 따라 유체의 일부 또는 전부를 분기시키는 관로입니다. 이는 유압장치에서 유체의 흐름을 제어하거나 유체의 압력을 조절하기 위해 사용됩니다. 따라서 바이패스관로는 유압장치의 안전성과 성능을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 다른 보기인 통기관로, 드레인 관로, 통로는 유체의 흐름을 제어하거나 분기시키는 기능을 갖추지 않습니다.
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64. 릴리프 밸브가 정상상태에서 밸브의 포핏이 이동하여 배출구로부터 기름이 탱크로 돌아올 때의 압력은?

  1. 설정 압력
  2. 전량 아벽
  3. 서지 압력
  4. 크랭킹 압력
(정답률: 32%)
  • 릴리프 밸브는 과도한 압력이 발생할 경우 안전장치로 작동하여 압력을 낮추는 역할을 합니다. 따라서, 릴리프 밸브가 정상상태에서 밸브의 포핏이 이동하여 배출구로부터 기름이 탱크로 돌아올 때의 압력은 "크랭킹 압력" 입니다. 크랭킹 압력은 릴리프 밸브가 작동하기 시작하는 최소 압력을 의미합니다. 즉, 이 압력보다 높아지면 릴리프 밸브가 작동하여 압력을 낮추게 됩니다. 따라서, 릴리프 밸브의 안전성을 보장하기 위해서는 크랭킹 압력을 정확히 설정해야 합니다.
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65. 용량이 같은 단단 펌프 2개를 1개의 본체 내에 직렬로 연결시킨 것으로 고압으로 대출력이 요구되는 곳에 주로 사용되는 베인 펌프는?

  1. 2단 베인 펌프
  2. 2중 베인 펌프
  3. 2단 복합 펌프
  4. 피스톤 펌프
(정답률: 43%)
  • 2단 베인 펌프는 용량이 같은 2개의 단단 펌프를 직렬로 연결한 것으로, 이를 통해 고압으로 대출력을 요구하는 곳에서 사용됩니다. 따라서, 보기 중에서 "2단 베인 펌프"가 정답입니다.
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66. 기기의 통로나 관로에서부터 탱크나 매니폴트 등에 돌아오는 액체 또는 액체가 돌아오는 현상을 무엇이라 하는가?

  1. leakage
  2. drain
  3. free flow
  4. displacement
(정답률: 23%)
  • 정답은 "drain"이다. Drain은 기기나 관로에서 액체가 빠져나오는 것을 의미하는데, 이 경우에는 액체가 탱크나 매니폴트 등으로 돌아오는 것을 의미한다. Leakage는 누출을 의미하며, free flow는 자유로운 흐름을 의미한다. Displacement는 대체 물질이나 기체가 다른 물질이나 기체를 대체하는 것을 의미한다.
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67. 기호 요소 중에서 실선이 나타내는 용도가 아닌 것은?

  1. 주관로
  2. 전기 신호선
  3. 드레인 관로
  4. 밸브 사이의 관로
(정답률: 10%)
  • 실선은 일반적으로 연결된 물체나 구성 요소를 나타내는데 사용됩니다. 따라서 "드레인 관로"는 연결된 물체나 구성 요소를 나타내는데 사용되므로, 실선이 나타내는 용도 중에서 제외됩니다.
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68. 다음 중 압력의 단위로 옳은 것은?

  1. Pa
  2. kg/m3
  3. J/s
  4. kgf/cm3
(정답률: 32%)
  • 압력의 단위는 힘과 면적의 비율로 정의되며, 이는 단위 면적당 힘의 크기를 나타냅니다. 따라서 압력의 단위는 뉴턴(N)을 면적(m2)으로 나눈 단위인 파스칼(Pa)입니다. 다른 보기들은 각각 질량밀도, 열량유량, 압력의 단위가 아니므로 옳지 않습니다.
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69. 그림과 같은 유압기호가 의미하는 조작 방식은?

  1. 인력
  2. 플런저
  3. 페달
  4. 누름 버튼
(정답률: 22%)
  • 그림의 유압기호는 플런저를 의미합니다. 플런저는 유압기기 중 하나로, 유압압력을 이용하여 작동하는 피스톤을 이용하여 유체를 흡입하거나 배출하는 기능을 수행합니다. 따라서 그림에서는 플런저를 조작하여 유체를 흡입하거나 배출하는 것을 의미합니다. 인력, 페달, 누름 버튼은 그림에서 나타나지 않으므로 정답이 될 수 없습니다.
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70. 기름의 압축률이 6.8×10-5/cm2/kgf일 때 압력을 0에서 300kgf/cm2까지 압축하면 체적은 약 몇 %가 감소하는가?

  1. 2.04%
  2. 0.023%
  3. 2.27%
  4. 0.0204%
(정답률: 23%)
  • 압축률은 단위 압력당 체적의 감소량을 의미하므로, 압력이 300kgf/cm2일 때의 압축률은 6.8×10-5/cm2/kgf × 300kgf/cm2 = 0.0204/cm2이다. 이는 1cm2의 면적에 대해 0.0204cm의 체적 감소를 의미하므로, 1kg의 기름에 대해 0.0204cm3의 체적 감소가 발생한다. 따라서, 기름의 초기 체적이 V이면, 압력이 300kgf/cm2까지 압축한 후의 체적은 V - 0.0204V = 0.9796V가 된다. 이에 따라 체적의 감소율은 (V - 0.9796V) / V × 100% = 2.04%가 된다. 따라서 정답은 "2.04%"이다.
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71. 아스팔트 믹싱 플랜트가 일밙거으로 하는 일이 아닌 것은?

  1. 아스팔트 가열
  2. 골재건조
  3. 골재쇄석
  4. 아스팔트 혼합
(정답률: 27%)
  • 아스팔트 믹싱 플랜트는 아스팔트를 가열하고, 골재를 건조하여 아스팔트와 혼합하는 일을 수행합니다. 그러나 골재쇄석은 아스팔트 믹싱 플랜트에서 수행하지 않는 작업입니다. 골재쇄석은 큰 돌을 작은 크기로 부수는 작업으로, 이 작업은 골재를 생산하는 곳에서 수행됩니다. 따라서 골재쇄석은 아스팔트 믹싱 플랜트의 업무 범위에 포함되지 않습니다.
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72. 기중기(crane)의 규격 표시 방법은?

  1. 최대 적재 중량(t)으로 나타낸다.
  2. 최대 기중 능력(kW)으로 나타낸다.
  3. 시간당 기중 능력(t/h)으로 나타낸다.
  4. 들어 올림 능력(t)과 그 때의 작업반경(m)으로 나타낸다.
(정답률: 30%)
  • 기중기의 규격은 그 기계가 어느 정도의 무게를 들어올릴 수 있는지와 그 때의 작업 반경이 중요한데, 이는 기중기를 사용할 때 안전하게 작업을 수행하기 위해서이다. 따라서 기중기의 규격은 들어 올림 능력(t)과 그 때의 작업반경(m)으로 나타내는 것이다.
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73. 불도저가 견인력이 20kN이고, 6m/s로 주행할 경우 견인동력은 약 몇 kW인가?

  1. 120
  2. 60
  3. 90
  4. 30
(정답률: 25%)
  • 견인력과 주행속도를 이용하여 견인동력을 구할 수 있다. 견인동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    견인동력 = 견인력 × 주행속도

    여기서, 견인력은 20kN이고, 주행속도는 6m/s이다. 따라서,

    견인동력 = 20kN × 6m/s = 120kW

    따라서, 정답은 "120"이다.
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74. 비자항식의 작업선 또는 토운선의 예항, 이동에 사용하기 위해서 작업선을 끌어 이동하는데 사용하는 부속선은?

  1. 바지(barge)
  2. 터그 보트(tug boat)
  3. 푸셔(pusher)
  4. 준설선(dredger)
(정답률: 22%)
  • 터그 보트는 작업선을 끌어 이동하는데 사용되는 부속선으로, 작업선의 크기와 무게에 따라 적절한 터그 보트를 선택하여 작업선을 안전하게 이동시킬 수 있습니다. 따라서 비자항식의 작업선 또는 토운선의 예항, 이동에 사용하기 위해서 작업선을 끌어 이동하는데 사용하는 부속선으로 터그 보트가 선택됩니다.
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75. 자연수를 보건위생상 해가 없는 수질로 처리하는 정수법 중 깊은 우물이나 지하수에서 철이나 암모니아 등이 다량 용해되어 있을 때 이를 제거하기 위해 물을 공기(산소)에 잘 법촉시켜 용해물을 산화하여 제거하는 방법은?

  1. 침전법
  2. 살균법
  3. 경수 연화법
  4. 폭기법
(정답률: 43%)
  • 깊은 우물이나 지하수에서 철이나 암모니아 등이 다량 용해되어 있을 때 이를 제거하기 위해서는 물을 공기(산소)에 잘 법촉시켜 용해물을 산화하여 제거하는 방법이 필요합니다. 이를 위해 사용되는 정수법이 폭기법입니다. 폭기법은 물을 고속으로 회전시켜 공기를 물에 녹여 산소를 공급하여 물에 용해된 불순물을 산화시키고 제거하는 방법입니다. 이 방법은 물의 탁도를 낮추고 냄새와 맛을 개선시키는 효과도 있습니다.
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76. 비행장이나 도로의 신설 등과 같은 대규모 정지 작업에도 적합하며, 볼(bowl)의 평적용량으로 그 규격을 표시하는 운반기계는?

  1. 파일 드라이버
  2. 백 호
  3. 스크레이퍼
  4. 드래그 라인
(정답률: 25%)
  • 스크레이퍼는 대규모 정지 작업에 적합한 운반기계로, 볼의 평적용량으로 규격을 표시하며 비행장이나 도로의 신설 등에서 사용됩니다. 따라서 이 문제에서 정답은 스크레이퍼입니다.
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77. 전압식 롤러(roller) 중 함수량이 적은 토사를 얕은 두께로 다질 때, 특히 아스팔트 포장의 초기전압에 적합한 것은?

  1. 머캐덤(macadam) 롤러
  2. 탠덤(tandem) 롤러
  3. 탬핑(tamping) 롤러
  4. 타이어(tire) 롤러
(정답률: 23%)
  • 머캐덤 롤러는 함수량이 적은 토사를 얕은 두께로 다질 때 적합한 롤러 중 하나입니다. 이는 머캐덤 롤러가 작은 직경의 롤러를 사용하여 토사를 밀어내는 방식으로 작동하기 때문입니다. 이 방식은 아스팔트 포장의 초기전압에 적합하며, 다른 롤러들보다 더욱 효과적인 압축을 가능하게 합니다. 따라서 머캐덤 롤러가 함수량이 적은 토사를 얕은 두께로 다질 때 가장 적합한 롤러입니다.
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78. 무한궤도식 주행장치의 구성요소 등 트랙 앞부분의 하중을 지지하고 충격을 완화해 주며 고르지 않은 지면 위에서 양쪽 프레임이 상하로 비틀릴 때 차체의 균형을 유지시켜 주는 동시에 트랙이 지면에 잘 접지되도록 하는 장치는?

  1. 트랙 프레임(track frame)
  2. 평형 스프링(equalizer)
  3. 리코일 스프링(recoil spring)
  4. 폰툰(pontoon)
(정답률: 22%)
  • 평형 스프링은 무한궤도식 주행장치의 구성요소 중 하나로, 차체의 균형을 유지시켜 주는 역할을 합니다. 이는 양쪽 프레임이 상하로 비틀릴 때 차체의 무게를 고르게 분산시켜주고, 트랙이 지면에 잘 접지되도록 해줍니다. 또한, 트랙 앞부분의 하중을 지지하고 충격을 완화해 주는 역할도 합니다. 따라서, 평형 스프링은 무한궤도식 주행장치의 안정성과 원활한 주행을 위해 매우 중요한 구성요소입니다.
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79. 백호(back hoe)를 자력으로 평지를 주행할 때 주의사항에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 버킷과 암을 오므리고 난 후 붐을 수직으로 세워서 주행한다.
  2. 중속으로 주행하되 버킷이 지면 위의 장애물과 충돌하지 않도록 지면에서 어느 정도 떨어지게 유지한다.
  3. 험로를 주행할 때는 저속 주행하면서 장애물에 유의해야 한다.
  4. 주행 중 트랙에 이물질이 낄 경우 붐을 차량과 직교시켜 버킷을 지면에 댄 후차량 한쪽을 들어 올린 상태에서 트랙을 회전시켜 이물질을 제거한다.
(정답률: 20%)
  • 정답은 "버킷과 암을 오므리고 난 후 붐을 수직으로 세워서 주행한다."입니다. 백호는 주행 중에도 버킷과 암을 내리거나 들어서 지면과의 거리를 조절할 수 있으므로, 버킷과 암을 오민 상태로 유지할 필요가 없습니다. 따라서 이 보기는 옳지 않습니다.

    버킷과 암을 오므리고 난 후 붐을 수직으로 세워서 주행하는 이유는, 이렇게 하면 백호의 안정성이 높아지기 때문입니다. 붐을 수직으로 세우면 중심 축이 더 안정적이 되어 백호가 흔들리는 것을 방지할 수 있습니다. 또한, 이렇게 하면 백호의 높이가 높아져서 지면 위의 장애물과 충돌할 위험이 줄어듭니다.
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80. 파워 셔블(power shovel)에서 선회기구의 구성장치가 아닌 것은?

  1. 선회 모터
  2. 새들 블록
  3. 스윙 피니언
  4. 링 기어
(정답률: 32%)
  • 파워 셔블의 선회기구는 선회 모터, 스윙 피니언, 링 기어로 구성되어 있습니다. 새들 블록은 선회기구의 구성요소가 아니므로 정답입니다.
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