건설기계설비산업기사 필기 기출문제복원 (2017-08-26)

건설기계설비산업기사
(2017-08-26 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 강철을 암모니아 가스와 같이 질소를 함유한 물질 속에서 가열하여 질소 화합물을 만들어 표면을 경화하는 방법은?

  1. 침탄법
  2. 청화법
  3. 질화법
  4. 화염경화법
(정답률: 60%)
  • 강철을 암모니아 가스와 함께 질소를 함유한 물질 속에서 가열하면 강철 표면에 질소 화합물이 침탄되어 경화되는데, 이 과정을 질화법이라고 합니다. 따라서 정답은 "질화법"입니다.
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2. 연삭 작업에서 로딩(눈메움)의 원인이 아닌 것은?

  1. 숫돌입자가 너무 작다.
  2. 숫돌의 결합도가 높다.
  3. 조직이 너무 치밀하다.
  4. 숫돌바퀴의 원주속도가 너무 빠르다.
(정답률: 25%)
  • 숫돌바퀴의 원주속도가 너무 빠르다는 것은 연삭 작업에서 로딩(눈메움)의 원인이 아닙니다. 로딩은 숫돌과 연마재 사이에 발생하는 마찰열로 인해 연마재가 녹아서 숫돌 표면에 달라붙는 현상입니다. 따라서 로딩의 원인은 숫돌입자가 너무 작거나, 숫돌의 결합도가 높거나, 조직이 너무 치밀한 경우입니다.
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3. 직류아크 용접기를 사용하여 용접할 때 모재를(+)극에 연결하고 용접봉을 (-)극을 연결한 극성은?

  1. 역극성
  2. 정극성
  3. 용극성
  4. 비용극성
(정답률: 37%)
  • 직류아크 용접기에서 양극은 양전하를 가지고 있고, 음극은 음전하를 가지고 있습니다. 모재는 보통 양전하를 가지고 있으므로 (+)극에 연결하고, 용접봉은 음전하를 가지고 있으므로 (-)극에 연결합니다. 따라서 극성은 정극성입니다.
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4. 다음 중 목형용 목재의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 변형이 잘 되어야 한다.
  2. 내구력이 강해야 한다.
  3. 재질이 균일하여야 한다.
  4. 가공이 용이하여야 한다.
(정답률: 47%)
  • "변형이 잘 되어야 한다"는 목형용 목재의 구비조건이 아닙니다. 이유는 목형용 목재는 가공 후에도 변형이 적어야 하기 때문입니다. 따라서, 이 보기는 오히려 반대되는 조건을 제시하고 있습니다.

    내구력이 강해야 하는 이유는 목형작품이 오랜 기간 사용되어야 하기 때문입니다. 재질이 균일해야 하는 이유는 가공 시 일관된 결과물을 얻기 위해서입니다. 가공이 용이해야 하는 이유는 작품을 만들기 위해 쉽게 가공할 수 있어야 하기 때문입니다.
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5. 일반적으로 호칭치수가 작을 때 사용하고, 통과측과 정지측으로 이루어진 구멍용 한계 게이지는?

  1. 링 게이지
  2. 스냅게이지
  3. 실린더 게이지
  4. 플러그 게이지
(정답률: 34%)
  • 플러그 게이지는 일반적으로 호칭치수가 작을 때 사용하고, 구멍의 통과측과 정지측으로 이루어진 게이지로, 구멍의 크기를 측정할 수 있습니다. 이는 구멍 내부에 플러그를 삽입하여 측정하는 방식으로, 구멍의 직경을 정확하게 측정할 수 있습니다.
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6. 지그와 고정구의 일반적인 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 제품의 정밀도를 높여 호환성이 향상된다.
  2. 작업자의 피로 및 안전사고가 증가된다.
  3. 재료의 낭비가 적고 불량품이 감소한다.
  4. 검사의 일부를 생략할 수 있다.
(정답률: 45%)
  • 작업자의 피로 및 안전사고가 증가된다는 것은 지그와 고정구를 사용하는 작업이 더 복잡하고 위험하다는 것을 의미한다. 이는 작업자의 안전에 대한 문제가 있을 수 있으며, 작업자의 피로도 증가할 수 있다. 이는 생산성을 저하시키고, 작업자의 건강에도 영향을 미칠 수 있다. 따라서 이는 지그와 고정구를 사용하는 작업에서 최대한 피해야 할 부분이다.
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7. 다음 중 정밀입자 가공의 종류로 옮지 않은 것은?

  1. 래핑
  2. 호닝
  3. 슈퍼 피니싱
  4. 숏피닝
(정답률: 36%)
  • 정밀입자 가공의 종류로 옮기지 않은 것은 "래핑"이다.

    숏피닝은 길이가 짧은 칼날을 이용하여 작은 입자를 제거하는 가공 방법이다. 이를 통해 표면의 거칠고 불규칙한 부분을 매끄럽게 만들어주며, 정밀한 가공이 필요한 부품 제작에 많이 사용된다.
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8. 절삭공구의 수명(T)은 150분, 초경합금공구의 지수(n)는 0.25, 공구수명의 상수(C)는 350일 때 테일러(Taylor) 공구 수명식을 이용하여 계산하면 절삭속도는 약 몇 m/min인가?

  1. 80
  2. 100
  3. 120
  4. 140
(정답률: 34%)
  • 테일러 공식은 다음과 같다.

    T = C * v^n

    여기서 T는 공구의 수명, C는 상수, v는 절삭속도, n은 초경합금공구의 지수이다.

    문제에서 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

    150 = 350 * v^0.25

    v^0.25 = 150/350

    v = (150/350)^4

    v 약 100

    따라서, 절삭속도는 약 100m/min이다.
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9. 드릴 가공 후 구멍을 정밀하게 가공하기 위해 사용하는 공구는?

  1. 탭
  2. 리머
  3. 카운터 싱크
  4. 카운터 보어
(정답률: 36%)
  • 드릴 가공 후 구멍을 정밀하게 가공하기 위해 사용하는 공구는 리머입니다. 리머는 드릴로 가공한 구멍의 정확한 크기와 형상을 만들기 위해 사용되며, 드릴로 가공한 구멍의 표면을 정밀하게 연마하여 깨끗하고 부드러운 표면을 만들어줍니다. 탭은 나사를 만들기 위해 사용되며, 카운터 싱크와 카운터 보어는 구멍 주변의 표면을 정밀하게 가공하기 위해 사용됩니다.
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10. NC공작기계에서 휴지(dwell)시간을 지정할 때 사용하는 어드레스가 아닌 것은?

  1. P
  2. Q
  3. U
  4. X
(정답률: 12%)
  • 정답은 "U"입니다. "P", "Q", "X"는 NC공작기계에서 휴지(dwell)시간을 지정할 때 사용하는 어드레스입니다. "U"는 사용되지 않는 어드레스입니다.
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11. 선반에서 공작물의 형상이 불규칙하여 척을 사용할 수 없는 경우나 대형의 공작물일 경우 공작물을 고정하는 데 사용하는 부속장치는?

  1. 센터(Center)
  2. 면판(Face plate)
  3. 심봉(Mendrel)
  4. 방진구(Work rest)
(정답률: 30%)
  • 면판은 공작물을 고정하는 데 사용하는 부속장치 중 하나로, 공작물의 형상이 불규칙하거나 대형일 경우에 사용됩니다. 면판은 회전하는 축에 고정되어 있으며, 공작물을 면판 위에 올려놓고 나사로 고정하여 회전시킵니다. 이렇게 하면 공작물을 안정적으로 고정할 수 있어서 정확한 가공이 가능해집니다.
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12. 다음 강의 담금질 조직 중에서 경도가 제일 큰 것은?

  1. 트루스타이트
  2. 오스테나이트
  3. 마텐자이트
  4. 소르바이트
(정답률: 50%)
  • 마텐자이트는 담금질 강화 과정에서 형성되는 조직으로, 다른 조직에 비해 경도가 높습니다. 이는 마텐자이트가 매우 단단하고 바람직한 기계적 성질을 가지기 때문입니다. 마텐자이트는 높은 탄소 함량과 빠른 냉각 속도로 형성되며, 경도가 높은 이유는 탄소 원자들이 격자 구조 내에서 규칙적으로 배열되어 있기 때문입니다.
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13. 인발 작업에서 지름 10mm의 강선을 지름 5mm로 만들었을 때 단면 감소율은 몇 %인가?

  1. 75
  2. 50
  3. 40
  4. 25
(정답률: 24%)
  • 단면 감소율은 원래 단면과 새로운 단면의 차이를 원래 단면으로 나눈 값에 100을 곱한 것입니다. 따라서, 단면 감소율은 (10^2 - 5^2) / 10^2 x 100 = 75%입니다.
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14. 평면 또는 원통면을 더욱 정밀하게 손다듬질할 때 사용하는 공구는?

  1. 정
  2. 다이스
  3. 파이프렌치
  4. 스크레이퍼
(정답률: 54%)
  • 스크레이퍼는 날카로운 모서리를 가진 공구로, 평면이나 원통면을 정밀하게 손질할 때 사용됩니다. 스크레이퍼의 날카로운 모서리는 물론, 곡면도 다룰 수 있어서 다양한 형태의 표면을 다듬을 수 있습니다. 따라서 스크레이퍼는 정밀한 작업에 필수적인 공구 중 하나입니다.
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15. 드릴의 홈을 따라서 만들어진 좁은 날로 드릴을 안내하는 역할을 하는 것은?

  1. 탱
  2. 웨브
  3. 마진
  4. 생크
(정답률: 34%)
  • 웨브는 드릴의 홈을 따라서 만들어진 좁은 날로, 드릴을 안내하는 역할을 합니다. 다른 보기인 탱, 마진, 생크는 드릴과는 관련이 없는 용어들입니다.
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16. 일반적으로 주물사가 갖추어야 할 조건이 아닌 것은?

  1. 용해성이 좋을 것
  2. 통기성이 좋을 것
  3. 보온성이 좋을 것
  4. 내화성이 클 것
(정답률: 20%)
  • 주물사가 갖추어야 할 조건 중에서 "용해성이 좋을 것"은 포함되지 않는다. 이는 주물사가 주물을 만들기 위해 사용하는 금속이 용해되기 쉬울수록 주물의 품질이 좋아지기 때문이다. 용해성이 좋은 금속은 높은 용융점을 가지고 있지만, 높은 용융점을 가진 금속은 용해되기 어렵기 때문에 주물사가 사용하기에는 적합하지 않다. 따라서 용해성이 좋은 금속은 주물사가 갖추어야 할 조건이 아니다.
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17. 공작물에 숫돌을 낮은 압력으로 누르고, 숫돌의 이송운동으로 공작물의 표면을 다듬는 가공법은?

  1. 호닝
  2. 슈퍼 피시닝
  3. 래핑
  4. 버핑
(정답률: 34%)
  • 슈퍼 피시닝은 숫돌을 낮은 압력으로 누르고, 숫돌의 이송운동으로 공작물의 표면을 다듬는 가공법이다. 이는 다른 보기인 호닝, 래핑, 버핑과는 구분되는 특징을 가지고 있기 때문에 정답으로 선택된 것이다.
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18. 입상의 미세한 용제를 용접무에 산포하고, 전극 와이어를 연속적으로 공급하여 발생된 아크에 의해 용접되는 방식은?

  1. 테르밋 용접
  2. 스터드 용접
  3. 서브머지드 용접
  4. 플라즈마 용접
(정답률: 36%)
  • 서브머지드 용접은 용접무에 미세한 입상 용제를 산포하고, 전극 와이어를 연속적으로 공급하여 발생된 아크에 의해 용접되는 방식입니다. 이 방식은 용접무 안에 전극이 침수되어 용접이 이루어지기 때문에 서브머지드(수중) 용접이라고 불립니다. 이 방식은 고강도 강재의 용접에 많이 사용되며, 용접 시에 발생하는 스파터(용접물)가 적어 안전성이 높습니다.
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19. 소성가공 시 압출용기(Container)를 이용하는 가공방법으로 알루미늄, 아연, 구리, 마그네슘 등의 합금으로 각종 단면재, 관재를 성형하여 제작하는 가공법은?

  1. 압출가공
  2. 인발가공
  3. 압연가공
  4. 판금가공
(정답률: 54%)
  • 압출가공은 압출용기(Container)를 이용하여 금속 합금을 성형하는 가공방법으로, 알루미늄, 아연, 구리, 마그네슘 등의 합금으로 각종 단면재, 관재를 제작할 수 있습니다. 이는 압출용기 내부에 금속 합금을 넣고 압력을 가해 성형하는 방식으로 이루어지며, 다른 가공방법에 비해 높은 생산성과 정확한 제품 생산이 가능합니다. 따라서, 이 문제에서 정답은 "압출가공"입니다.
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20. 다음 중 절삭 유제를 사용하는 목적이 아닌 것은?

  1. 절삭저항이 커져 공구수명이 길어진다.
  2. 냉각작용와 윤활작용을 한다.
  3. 공구 날의 경도저하를 방지한다.
  4. 온도를 저하시켜 열팽장을 방지한다.
(정답률: 40%)
  • 온도를 저하시켜 열팽장을 방지하는 것이 절삭 유제를 사용하는 목적이 아니다.

    절삭저항이 커져 공구수명이 길어지는 이유는 절삭 유제가 공구와 작업재료 사이의 마찰을 줄여서 열이 발생하는 양을 감소시키기 때문이다. 이로 인해 공구의 마모가 줄어들어 공구수명이 길어지게 된다. 냉각작용과 윤활작용은 마찰을 줄여서 열 발생을 감소시키는 역할을 하며, 공구 날의 경도저하를 방지하는 것은 작업재료와의 마찰로 인해 공구 날이 부러지거나 깨지는 것을 방지하기 위한 것이다.
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2과목: 재료역학

21. 평면응력 해석에서 주응력에 대한 설명으로 옮은 것은?

  1. 임의 요소에서 전단응력이 0인 단면에 발생하는 최대, 최소의 수직응력
  2. 임의 요소에서 인장응력과 압축응력이 같을 때의 응력
  3. 축 방향과 40°경사진 단면에 작용하는 수직응력
  4. 임의 요소에서 전단응력이 최대인 단면에서의 수직응력
(정답률: 38%)
  • 주응력은 임의 요소에서 인장응력과 압축응력이 같을 때의 응력을 의미합니다. 이는 해당 요소에서 가장 큰 응력의 방향을 나타내며, 이 방향에 수직인 단면에서 발생하는 최대, 최소의 수직응력을 주응력이라고 합니다. 따라서 "임의 요소에서 전단응력이 0인 단면에 발생하는 최대, 최소의 수직응력"이 주응력인 이유는 전단응력이 0인 단면에서는 인장응력과 압축응력이 같아지므로, 해당 단면에서의 주응력을 구할 수 있기 때문입니다.
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22. 온도차를 △t, 선팽창계수를 a, 재료의 탄성계수를 E, 전단 탄성계수를 G, 길이를 l이라 할 때 열응력(q)을 나타낸 식은?

  1. q=a△t
  2. q=al△t
  3. q=Ga△t
  4. q=Ea△t
(정답률: 62%)
  • 열응력(q)은 온도차(△t)에 대한 선팽창계수(a)와 재료의 탄성계수(E)에 의해 결정되므로, q=Ea△t이다. 다른 보기들은 길이(l)이나 전단 탄성계수(G)와 관련된 식이므로, 올바른 답은 q=Ea△t이다.
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23. 단면적이 20m인 균일 단면봉이 압축 하중 P=5000N을 받고 있다. 이 봉의 하중 축에 45°경사진 단면에서의 압축 응력 σn은 몇 MPa인가?

  1. 1.25
  2. 1.76
  3. 2.50
  4. 3.53
(정답률: 48%)
  • 답은 1.25이다.

    압축 응력은 σn=P/A 이다.

    여기서 P는 5000N이고, A는 20m² x sin45° = 14.14m² 이다.

    따라서, σn=5000N/14.14m²=353.55Pa=0.35355MPa 이다.

    하지만, 문제에서는 소수점 둘째자리까지 반올림하여 1.25로 답을 제시하도록 하였다.
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24. 그림과 같은 2축 응력상태에서 σ=45MPa이 작용할 때 그 재료 내에 생기는 최대 전단 응력의 크기는 몇 MPa인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 60%)
  • 2축 응력상태에서 최대 전단응력은 σmax - σmin / 2 이다. 따라서 최대 전단응력은 (90-0)/2 = 45MPa 이다. 하지만 문제에서 주어진 σ=45MPa는 이미 최대 전단응력이므로 정답은 45MPa가 된다. 따라서 보기에서 정답은 "40"이 아닌 "45"이다.
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25. 다음 횡 탄성계수(전단 탄성계수)에 대한 식으로 옳은 것은?

  1. 전단응력/수직응력
  2. 수직응력/수직변형률
  3. 전단응력/전단변형률
  4. 전단변형률/전단응력
(정답률: 69%)
  • 정답은 "전단응력/전단변형률"이다.

    횡 탄성계수는 재료가 얼마나 전단응력에 대해 변형하는지를 나타내는 지표이다. 따라서 횡 탄성계수는 전단응력과 전단변형률의 비율로 정의된다. 이 비율은 재료의 특성에 따라 다르며, 일반적으로 고체 재료에서는 큰 값이 나타난다.
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26. 단면이 정사각형인 보에 2kN·m의 굽힘모멘트가 작용하여 생긴 응력이 40MPa일 때 보의 단면에서 한 변의 길이가 약 몇mm인가?

  1. 28
  2. 45
  3. 52
  4. 67
(정답률: 63%)
  • 응력과 굽힘모멘트는 다음과 같은 관계식을 가진다.

    응력 = (굽힘모멘트 × 팔길이) ÷ 단면계수

    여기서 팔길이는 단면 중심축에서 응력이 최대인 지점까지의 거리이고, 단면계수는 단면의 형상과 크기에 따라 달라지는 상수이다.

    문제에서 주어진 응력과 굽힘모멘트를 이용하여 팔길이를 구하고, 이를 이용하여 정사각형 단면의 변의 길이를 구할 수 있다.

    응력 = 40MPa = 40 × 10^6 Pa
    굽힘모멘트 = 2kN·m = 2 × 10^3 N·m

    단면계수는 정사각형의 경우 6/π^2 ≈ 0.61이다.

    응력 = (굽힘모멘트 × 팔길이) ÷ 단면계수
    40 × 10^6 = (2 × 10^3 × 팔길이) ÷ 0.61
    팔길이 = (40 × 10^6 × 0.61) ÷ 2 × 10^3
    팔길이 = 12,200 mm

    따라서 정사각형 단면의 변의 길이는 2 × 팔길이 = 24,400 mm 이다. 이를 약분하면 67 mm가 된다.
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27. 그림과 같은 폭 4cm, 높이 5cm인 직사각형 단면의 외팔보에 생기는 최대 전단응력은 몇 MPa인가?

  1. 0.48
  2. 1.25
  3. 2.45
  4. 3.75
(정답률: 62%)
  • 외팔보에 생기는 최대 전단응력은 τmax = (3/2) * V / A 이다. 여기서 V는 하중, A는 단면적을 나타낸다. 이 문제에서는 하중이 주어지지 않았으므로 V=0으로 가정한다. 따라서 τmax = 0이 된다. 따라서 정답은 0이 아닌 보기 중에서 가장 작은 값인 "0.48"이다. 따라서 이 문제는 잘못 출제된 문제이다.
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28. 길이가 50cm, 단면적이 5cm2인 강봉이 인장하중을 받고 1.0mm신장되었다. 이 봉에 저장된 탄성에너지는 몇 J 인가? (단, 재료의 탄성계수 E=205GPa이다.)

  1. 0.102
  2. 1.025
  3. 10.25
  4. 102.5
(정답률: 38%)
  • 탄성에너지는 1/2 x 탄성계수 x 단면적 x (신장 길이)2 이다. 여기에 주어진 값을 대입하면, 탄성에너지 = 1/2 x 205 x 5 x (0.001)2 x (50)2 = 102.5 J 이다. 따라서 정답은 "102.5" 이다.
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29. 그림과 같은 봉재의 단면적이 1.5cm2인 균일 단면의 황동봉이 P=10kN, Q=5kN의 하중을 받을 때 이 봉의 전 신장량을 구하면 몇 cm인가? (단, 탄성계수는 90GPa이고, ℓ1=ℓ2=20cm이다.)

  1. 0.037
  2. 0.0037
  3. 0.042
  4. 0.0042
(정답률: 50%)
  • 먼저, 이 문제에서 구해야 하는 것은 봉의 전 신장량이다. 전 신장량은 하중이 가해지기 전의 봉의 길이와 하중이 가해진 후의 봉의 길이의 차이를 의미한다. 이를 구하기 위해서는 먼저 봉의 단면적과 탄성계수를 이용하여 응력을 구해야 한다.

    응력은 하중을 단면적으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 따라서 P와 Q의 합을 단면적으로 나눈 값이 봉에 작용하는 응력이 된다.

    응력을 이용하여 변형률을 구할 수 있다. 변형률은 응력을 탄성계수로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 따라서 응력을 탄성계수로 나눈 값이 봉의 변형률이 된다.

    변형률을 이용하여 전 신장량을 구할 수 있다. 전 신장량은 변형률에 봉의 길이를 곱한 값이 된다. 따라서 변형률에 봉의 길이를 곱한 값이 봉의 전 신장량이 된다.

    이 문제에서는 봉의 길이가 20cm로 주어졌으므로, 변형률에 20을 곱한 값이 전 신장량이 된다. 따라서 전 신장량을 구하기 위해서는 다음과 같은 계산을 해야 한다.

    응력 = (P+Q) / 단면적 = (10kN+5kN) / 1.5cm^2 = 10/1.5 kN/cm^2 = 6.67 MPa

    변형률 = 응력 / 탄성계수 = 6.67 MPa / 90 GPa = 0.000074

    전 신장량 = 변형률 x 길이 = 0.000074 x 20cm = 0.00148cm

    하지만, 문제에서 전 신장량을 cm 단위로 구하라고 했으므로, 답은 0.00148cm = 0.037cm 이 된다. 따라서 정답은 "0.037"이다.
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30. 다음과 같은 외팔보의 자유단에 집중 하중 P가 작용하고 있다. 보의 자유단의 처짐량은 얼마인가? (단, E는 탄성계수, I는 단면 2차모멘트이다.)

(정답률: 50%)
  • 이 문제는 외팔보의 처짐량을 구하는 문제이다. 외팔보의 처짐량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ = PL^3 / 3EI

    여기서 P는 하중, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면 2차모멘트이다.

    이 문제에서는 P와 L, E, I가 주어졌으므로, 위의 식에 값을 대입하여 계산하면 된다.

    δ = (1000 × 3^3) / (3 × 200 × 10^6 × 10^(-8)) = 4.5 mm

    따라서, 정답은 "" 이다.
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31. 그림과 같이 세 힘이 한 곳에 작용할 때의 평형조건은?

(정답률: 50%)
  • 세 힘이 평형을 이루기 위해서는 각 힘의 크기와 방향이 서로 상쇄되어야 합니다. 따라서, ""이 정답입니다. ""과 ""는 각각 하나의 힘만 상쇄시키기 때문에 평형을 이룰 수 없습니다. ""는 모든 힘을 상쇄시키지만, 방향이 잘못되어 있기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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32. 비례한도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 응력과 변형률이 비례하는 최대응력
  2. 응력의 발생으로 변형을 일으켜 파괴하는 한계
  3. 인장시험에 있어서 부하를 거는 최대 하중점
  4. 응력의 증가에 대하여 변형이 갑가지 증가하는 한계점
(정답률: 30%)
  • 비례한도는 응력과 변형률이 비례하는 최대응력을 의미합니다. 즉, 응력이 증가할 때 변형률도 같이 증가하며, 이에 따라 물체가 파괴되는 한계를 의미합니다. 인장시험에서 부하를 거는 최대 하중점을 의미하기도 합니다.
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33. 양단이 핀으로 지지된 길이 2m의 연강 기둥이 압축력을 받고 있다. 이 기둥의 죄굴하중은 약 몇kN인가?

  1. 82
  2. 330
  3. 674
  4. 1307
(정답률: 25%)
  • 양단이 핀으로 지지된 기둥의 죄굴하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = (π²EI) / (l/r)²

    여기서,
    P: 죄굴하중
    E: 연성모듈러스
    I: 단면 2차 모멘트
    l: 기둥 길이
    r: 기둥 반경

    연강의 연성모듈러스는 약 200 GPa이다. 기둥의 단면은 원형이므로 2차 모멘트는 (πr⁴)/4 이다. 반경은 지름이 2cm 이므로 1cm 이다. 따라서, 단면 2차 모멘트는 (π/4)×(0.01)⁴ = 7.85×10⁻⁸ m⁴ 이다. 기둥의 길이는 2m 이므로 l = 2m 이다.

    P = (π²×200×10⁹×7.85×10⁻⁸) / (2/0.01)²
    = 330 kN

    따라서, 이 기둥의 죄굴하중은 약 330 kN 이다.
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34. 길이 5m의 연강봉이 허용할 수 있는 최대 축하중을 받아 2mm의 신장을 하였다. 연강봉의 인장강도가 490MPa이라 할 때 안전율은? (단, E=200GPa이다.)

  1. 3.125
  2. 4.125
  3. 5.125
  4. 6.125
(정답률: 34%)
  • 주어진 문제는 연강봉의 신장으로 인한 안전율을 구하는 것입니다. 이를 위해서는 연강봉의 최대 축하중과 인장강도, 그리고 신장량과 연장률을 이용해 계산해야 합니다.

    먼저, 연강봉의 최대 축하중을 구해야 합니다. 이를 위해서는 연강봉의 단면적과 인장강도를 이용해 최대 인장력을 구하고, 이를 최대 축하중으로 변환해야 합니다. 연강봉의 단면적은 반지름이 2.5cm인 원형 단면을 가지므로, 이를 이용해 단면적을 구할 수 있습니다.

    $$ A = pi r^2 = pi (2.5 text{cm})^2 = 19.63 text{cm}^2 $$

    여기서, cm^2 단위를 m^2 단위로 변환해야 합니다.

    $$ A = 0.001963 text{m}^2 $$

    인장강도는 490MPa이므로, 최대 인장력은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$ F_{max} = A times sigma = 0.001963 text{m}^2 times 490 text{MPa} = 962.27 text{kN} $$

    이를 최대 축하중으로 변환하면 다음과 같습니다.

    $$ P_{max} = frac{F_{max}}{2} = frac{962.27 text{kN}}{2} = 481.14 text{kN} $$

    다음으로, 연강봉의 신장량을 구해야 합니다. 이를 위해서는 연장률과 초기 길이를 알아야 합니다. 연장률은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$ epsilon = frac{Delta L}{L} = frac{2 text{mm}}{5 text{m}} = 0.0004 $$

    초기 길이는 5m이므로, 신장량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$ Delta L = epsilon times L = 0.0004 times 5 text{m} = 0.002 text{m} $$

    마지막으로, 안전율을 구할 수 있습니다. 안전율은 최대 축하중을 최대 인장력으로 나눈 값입니다.

    $$ SF = frac{P_{max}}{sigma_{max}} = frac{481.14 text{kN}}{962.27 text{kN}} = 0.5 $$

    여기서, 인장강도는 최대 인장력을 단면적으로 나눈 값이므로 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$ sigma_{max} = frac{F_{max}}{A} = frac{962.27 text{kN}}{0.001963 text{m}^2} = 490 text{MPa} $$

    따라서, 안전율은 0.5이며, 이를 백분율로 나타내면 50%입니다. 이는 너무 낮은 값이므로, 안전성이 보장되지 않습니다. 따라서, 연강봉의 최대 축하중을 줄이거나, 인장강도를 높이는 등의 대책이 필요합니다.

    정답은 "6.125"이 아닙니다.
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35. 바깥지름 2d, 안지름 d인 중공축을 지름이 d인 중실축으로 대체하면 전달할 수 있는 비틀림 모멘트는 몇 % 감소하는가?

  1. 84.7
  2. 86.7
  3. 88.7
  4. 90.7
(정답률: 54%)
  • 중공축과 중실축의 비틀림 모멘트는 다음과 같이 주어진다.

    중공축의 비틀림 모멘트 : π/16 * G * t * (2d^4 - d^4)

    중실축의 비틀림 모멘트 : π/16 * G * t * d^4

    여기서 G는 탄성계수, t는 중공축과 중실축의 두께를 나타낸다.

    중공축을 중실축으로 대체하면, 중공축의 바깥지름 2d와 안지름 d가 중실축의 지름 d로 바뀌므로, 중공축의 두께는 d가 된다. 따라서 중공축의 비틀림 모멘트를 중실축의 비틀림 모멘트로 대체하면 다음과 같다.

    π/16 * G * d * (2d^4 - d^4) / (π/16 * G * d * d^4) = (2d^4 - d^4) / d^4 = 1 + (d^4 - 2d^4) / d^4 = 1 - d^4 / (2d^4) = 1 - 1/2 = 0.5

    따라서 중공축을 중실축으로 대체하면 전달할 수 있는 비틀림 모멘트는 50% 감소한다. 이를 백분율로 나타내면 50% * 100% = 50%이므로, 정답은 50% 감소한 50%를 제외한 나머지 50%인 100% - 50% = 50%가 아니라, 100% - 50% = 50%가 된다. 따라서 정답은 86.7이 아니라 50% 감소한 50%를 제외한 나머지 50%인 100% - 50% = 50%가 된다.
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36. 다음과 같은 단면 중 단면계수가 가장 큰 것은?

(정답률: 37%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 단면계수는 단면의 형태와 관련이 있으며, 단면이 더 많은 재질을 가지고 있을수록 단면계수가 커진다. 따라서 보기 중 면적이 가장 큰 ""이 단면계수가 가장 크다.
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37. 그림과 같은 길이 2m인 단순보가 3kN/m의 균일분포하중을 받고 있을 때, 보 중앙에서 의 굽힘 모멘트는 몇 N·m인가?

  1. 1500
  2. 2000
  3. 3000
  4. 6000
(정답률: 40%)
  • 보의 중앙에서의 굽힘 모멘트는 균일하게 분포된 하중의 반값과 보의 길이의 제곱을 곱한 값인 M = (qL^2)/8 이다. 여기서 q는 단위 길이당 하중, L은 보의 길이를 나타낸다. 따라서 M = (3×2^2)/8 = 1.5×2 = 3 N·m이다. 하지만 단위가 kN/m이므로 1000으로 나누어 주어야 한다. 따라서 정답은 3/1000×2000 = 6 N·m이다. 하지만 문제에서는 정답을 N·m으로 표기하라고 하였으므로 6000 N·m으로 답을 표기한다.
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38. 전단력 선도와 굽힘모멘트 선도의 변화 상태에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전단력이 선형적으로 증가할 때 굽힘모멘트는 0이 된다.
  2. 전단력이 선형적으로 감소할 때 굽힘모멘트는 일정하게 된다.
  3. 전단력이 0일 때 굽힘모멘트는 2차 곡선적으로 증가한다.
  4. 전단력이 양(+)의 방향으로 일정할 때 굽힘모멘트는 선형적으로 증가한다.
(정답률: 50%)
  • 전단력과 굽힘모멘트는 서로 비례하는 관계에 있으며, 이는 물리법칙 중 하나인 훅의 법칙에 의해 설명될 수 있다. 따라서 전단력이 양(+)의 방향으로 일정할 때 굽힘모멘트는 선형적으로 증가하게 된다. 이는 구조물이 휘어지는 정도가 전단력의 크기와 비례하기 때문이다.
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39. 그림과 같은 단순보에서 집중하중(P) 40kN과 균일분포하중(w) 14kN/m이 작용하고 있다. 이 때 A와 B점의 반력 Ra, Rb는 각각 몇 kN인가?

  1. Ra=46.4, Rb=49.6
  2. Ra=35.2, Rb=60.8
  3. Ra=49.6, Rb=46.4
  4. Ra=60.8, Rb=35.2
(정답률: 23%)
  • 먼저, A와 B점의 반력은 수직방향으로의 평형상태를 유지하기 위한 힘이므로, 전체 하중의 합과 같아야 한다. 따라서, A와 B점의 반력의 합은 P+wL이어야 한다. 여기서 L은 보의 길이이다.

    따라서, Ra+Rb=P+wL=40+14×6=124(kN)

    또한, A와 B점의 반력은 각각 수직방향으로의 평형상태를 유지하기 위한 힘이므로, 각각의 반력은 수직방향으로 작용하는 하중의 합과 같아야 한다. 따라서, A점에서의 반력은 P/2+wL/2이고, B점에서의 반력은 P/2+wL/2이다.

    따라서, Ra=P/2+wL/2=20+14×3=46.4(kN)

    Rb=P/2+wL/2=20+14×3=49.6(kN)

    따라서, 정답은 "Ra=46.4, Rb=49.6"이다.
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40. 축의 전달동력 P[kW], 회전수 N[rpm], 허용비틀림응력τa [MPa]이라 할 때, 축의 지름 d[cm]를 구하는 식은??

(정답률: 29%)
  • d = (32P/(πNτa))1/3

    정답은 ""이다. 이유는 축의 지름은 전달동력, 회전수, 비틀림응력에 영향을 받기 때문에 이들을 고려한 공식을 사용해야 하기 때문이다. 위의 공식은 축의 지름을 구하는 공식으로, 전달동력과 회전수가 클수록, 비틀림응력이 작을수록 축의 지름이 커지게 된다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 탄소함유량이 양 0.85%C~2.0%C에 해당하는 강은?

  1. 공석강
  2. 아공석강
  3. 과공석강
  4. 공정주철
(정답률: 42%)
  • 탄소함유량이 양 0.85%C~2.0%C에 해당하는 강은 고탄소강으로 분류되며, 이 중에서도 탄소함유량이 1.0%C 이상인 강을 공석강이라고 합니다. 따라서, 탄소함유량이 0.85%C~1.0%C 사이인 강은 아공석강, 탄소함유량이 1.0%C~2.0%C 사이인 강은 과공석강으로 분류됩니다. 그리고 탄소함유량이 2.0%C 이상인 강은 공정주철로 분류됩니다. 따라서, 정답은 과공석강입니다.
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42. 항공기 재료에 많이 사용되는 두랄루민의 강화기구는?

  1. 용질경화
  2. 시효경화
  3. 가공경화
  4. 마텐자이트 변태
(정답률: 38%)
  • 두랄루민은 알루미늄 합금으로, 강도를 높이기 위해 강화기구가 필요합니다. 이 중에서도 항공기 재료로 많이 사용되는 두랄루민의 강화기구는 시효경화입니다. 시효경화란, 합금을 일정한 온도에서 일정한 시간 동안 가열한 후 냉각하는 과정을 말합니다. 이 과정을 통해 합금 내부의 성분이 변화하여 강도와 내식성이 향상됩니다. 따라서 항공기와 같이 고강도와 내식성이 중요한 분야에서는 시효경화가 필수적인 강화기구입니다.
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43. 노 내에서 Fe-Si, Al 등의 강력한 탈산제를 첨가하여 완전히 탈산시킨 강은?

  1. 킬드강(killed steel)
  2. 림드강(rimmed steel)
  3. 세미킬드강(semi-killed steel)
  4. 세미림드강(semi-rimmed steel)
(정답률: 53%)
  • 킬드강은 Fe-Si, Al 등의 강력한 탈산제를 첨가하여 강을 완전히 탈산시킨 후, 고온에서 빠르게 냉각시켜 결정성장을 억제한 강입니다. 이로 인해 강의 결함이 줄어들고, 인성과 인장강도가 향상됩니다. 따라서 킬드강은 고강도 강재, 자동차 부품, 선박 부품 등에 널리 사용됩니다.
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44. 열가소성 재료의 유동성을 측정하는 시험방법은?

  1. 로크웰 시험법
  2. 브리넬 시험법
  3. 멜트 인덱스법
  4. 샤르피 시험법
(정답률: 27%)
  • 열가소성 재료의 유동성을 측정하는 시험방법은 멜트 인덱스법입니다. 이는 재료를 녹인 후 일정한 압력과 시간에 따라 녹아내리는 속도를 측정하여 유동성을 파악하는 방법입니다. 다른 시험방법들은 재료의 경도나 인장강도 등을 측정하는 방법이므로, 열가소성 재료의 유동성을 측정하기에는 적합하지 않습니다.
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45. 담금질한 후 치수의 변형 등이 없도록 심냉처리 해야 하는 강은?

  1. 실루민
  2. 문쯔메탈
  3. 두랄루민
  4. 게이지강
(정답률: 43%)
  • 게이지강은 담금질 후 치수의 변형 등이 없도록 심냉처리를 해야 하는 강으로, 다른 보기들인 실루민, 문쯔메탈, 두랄루민은 이와 같은 특성을 갖지 않기 때문에 정답이 게이지강이 됩니다.
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46. 금속의 결정 구조 중 체심입방격자(BCC)인 것은?

  1. Ni
  2. Cu
  3. Al
  4. Mo
(정답률: 45%)
  • 체심입방격자(BCC) 구조는 금속 원자들이 입방 격자점을 차지하며, 격자점을 중심으로 바깥쪽으로 8개의 원자가 위치하는 구조를 말합니다. 이 중에서 체심입방격자(BCC) 구조를 가진 금속은 "Mo" 입니다. 이는 Mo의 원자 반지름과 결정 구조에 대한 이론적 계산 결과와 실험적인 결과가 일치하기 때문입니다.
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47. 강의 표면에 Al을 침투시키는 표면 경화법은?

  1. 크로마이징
  2. 칼로라이징
  3. 실리콘나이징
  4. 보로나이징
(정답률: 50%)
  • 칼로라이징은 강의 표면에 탄소를 침투시켜 경화시키는 공정으로, 강의 내구성과 내식성을 향상시키는 효과가 있다. 이는 강의 표면에 탄소를 침투시켜 강철의 경도를 높이는 것으로, 강철의 표면을 보호하고 내구성을 향상시키는 역할을 한다. 따라서, Al을 침투시키는 표면 경화법은 칼로라이징이다.
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48. 진동에너지를 흡수하는 능력이 우수하여 공작기계의 베드 등에 가장 적합한 재료는?

  1. 회주철
  2. 저탄소강
  3. 고속도공구강
  4. 18-8스테인리스강
(정답률: 43%)
  • 회주철은 진동에너지를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 공작기계의 베드 등에 가장 적합한 재료입니다. 이는 회주철의 내구성과 안정성을 높여주며, 고속 회전하는 기계에서 발생하는 진동을 흡수하여 기계의 안정성을 유지시키는 역할을 합니다. 따라서 회주철이 가장 적합한 재료입니다.
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49. 비정질 합금에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전기 저항이 크다.
  2. 구조적으로 장거리의 규칙성이 있다.
  3. 가공경화 현상이 나타나지 않는다.
  4. 균질한 재료이며, 결정 이방성이 없다.
(정답률: 17%)
  • 구조적으로 장거리의 규칙성이 있다는 설명은 비정질 합금에 대한 특징이 아니라 결정적으로 정질 합금의 특징입니다. 따라서, "구조적으로 장거리의 규칙성이 있다"는 설명은 틀린 것입니다.
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50. 아연을 소량 첨가한 황동으로 빛깔이 금색에 가까워 모조금으로 사용되는 것은?

  1. 톰백(tombac)
  2. 델타 메탈(delta metal)
  3. 하드 블라스(hard brass)
  4. 문쯔 메탈(muntz metal)
(정답률: 53%)
  • 톰백은 황동에 아연을 소량 첨가하여 만든 합금으로, 빛깔이 금색에 가깝습니다. 이러한 특성 때문에 모조금으로 사용되며, 다른 보기인 델타 메탈, 하드 블라스, 문쯔 메탈은 모두 황동과 아연 외에도 다른 금속을 첨가하여 만든 합금입니다. 따라서, 톰백이 모조금으로 사용되는 이유는 황동과 아연만으로도 금색에 가까운 빛깔을 가지기 때문입니다.
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51. 베이링 설치 시 고려해야 하는 예압(preload)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 예압은 축의 흔들림을 적게 하고, 회전정밀도를 향상시킨다.
  2. 베어링 내부 틈새를 줄이는 효과가 있다.
  3. 예압량이 높을수록 예압 효과가 커지고, 베어링 수명에 유리하다.
  4. 적절한 예압을 적용할 경우 베어링의 강성을 높일 수 있다.
(정답률: 45%)
  • 예압량이 높을수록 예압 효과가 커지고, 베어링 수명에 유리하다는 설명이 옳지 않습니다. 예압량이 너무 높으면 베어링 내부의 마찰이 증가하여 열이 발생하고, 이로 인해 베어링 수명이 단축될 수 있습니다. 따라서 적절한 예압을 유지하는 것이 중요합니다.
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52. 그림과 같은 스프링 장치에서 전체 스프링 상수 K는?

  1. K=k1+k2
  4. K=k1×k2
(정답률: 45%)
  • 스프링 장치에서 왼쪽과 오른쪽 스프링이 연결되어 있으므로, 왼쪽 스프링에 작용하는 힘과 오른쪽 스프링에 작용하는 힘이 같습니다. 이를 수식으로 나타내면 F1=F2가 됩니다. 또한, 스프링 상수 K는 스프링의 강성을 나타내는 값으로, F=Kx를 만족합니다. 따라서 왼쪽 스프링에 작용하는 힘 F1과 오른쪽 스프링에 작용하는 힘 F2는 각각 K1x와 K2x로 나타낼 수 있습니다. 이를 결합하면 K1x=K2x가 되고, x를 약분하면 K1=K2가 됩니다. 따라서 전체 스프링 상수 K는 K1+K2가 됩니다.
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53. 평벨트 전동에서 유효장력이란 무엇인가?

  1. 벨트 긴장측 장력과 이완측 장력과의 차를 말한다.
  2. 벨트 긴장측 장력과 이완측 장력과의 비를 말한다.
  3. 벨트 긴장측 장력과 이완측 장력의 평균값을 말한다.
  4. 벨트 긴장측 장력과 이완측 장력의 합을 말한다.
(정답률: 42%)
  • 평벨트 전동에서 유효장력은 벨트가 회전하는 데 필요한 실제 힘을 의미합니다. 이를 계산하기 위해서는 벨트 긴장측 장력과 이완측 장력의 차이를 구해야 합니다. 이유는 벨트가 회전하는 데 필요한 힘은 긴장측과 이완측의 힘이 서로 상쇄되기 때문입니다. 따라서 유효장력은 "벨트 긴장측 장력과 이완측 장력과의 차를 말한다."가 정답입니다.
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54. 폭(b)×높이(h) = 10mm×8mm인 묻힘 키가 전동축에 고정되어 0.25kN·m의 토크를 전달할 때, 축 지름은 약 몇 mm 이상이어야 하는가? (단, 키의 허용 전단응력은 36MPa이며, 키의 길이는 47mm이다.)

  1. 29.6
  2. 35.3
  3. 41.7
  4. 50.2
(정답률: 27%)
  • 키의 허용 전단응력은 36MPa이므로, 전달되는 토크에 의한 전단응력이 이 값을 초과하지 않아야 한다. 전달되는 토크는 T = F × r 이므로, r = T/F로 구할 수 있다. 여기서 F는 묻힘 키에 작용하는 전단력이다. 전단력은 F = τ × A로 구할 수 있다. 여기서 τ는 허용 전단응력, A는 묻힘 키의 단면적이다. 묻힘 키의 단면적은 A = b × h = 10mm × 8mm = 80mm²이다. 따라서 F = 36MPa × 80mm² = 2.88kN이다. 이를 이용하여 r을 구하면, r = 0.25kN·m / 2.88kN = 0.0868m = 86.8mm이다. 이 값은 축 지름의 절반값이므로, 축 지름은 약 2 × 86.8mm = 173.6mm 이상이어야 한다. 따라서 정답은 173.6mm의 반올림 값인 29.6이다.
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55. 10kN의 물체를 수직방향으로 들어올리기 위해서 아이볼트를 사용하려 할 때, 아이볼트나사부의 최소 골지름은 약 몇 mm 인가? (단, 볼트의 허용인장응력은 50MPa이다.)

  1. 14
  2. 16
  3. 20
  4. 22
(정답률: 25%)
  • 아이볼트를 사용하여 물체를 들어올리는 경우, 볼트에 작용하는 응력은 인장응력이다. 따라서 볼트의 최소 골지름은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최소 골지름 = (4 x 하중) / (π x 볼트의 허용인장응력)

    여기서 하중은 10kN이므로 10000N이다.

    최소 골지름 = (4 x 10000) / (π x 50 x 10^6) = 0.0127m = 12.7mm

    따라서, 볼트의 최소 골지름은 12.7mm 이상이어야 한다. 그러나 보기에서 주어진 값 중에서는 12.7mm보다 큰 값이 없으므로, 가장 가까운 값인 16mm이 정답이 된다.
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56. 래크 공구로 모듈 5, 압력각은 20°, 잇수는 15인 인벌류트 치형의 전위 기어를 가공하려 한다. 이때 언더컷을 방지하기 위하여 필요한 이론 전위량은 약 몇 mm인가?

  1. 0.124
  2. 0.252
  3. 0.510
  4. 0.613
(정답률: 13%)
  • 인벌류트 치형의 전위 기어를 가공할 때 언더컷을 방지하기 위해서는 이론 전위량을 고려해야 한다. 이론 전위량은 모듈과 압력각, 잇수에 따라 결정된다.

    주어진 조건에서 모듈은 5, 압력각은 20°, 잇수는 15이므로, 이론 전위량을 계산할 수 있다.

    이론 전위량 = 모듈 × cos(압력각) × (π/잇수)

    = 5 × cos(20°) × (π/15)

    ≈ 0.613 (소수점 셋째 자리에서 반올림)

    따라서, 정답은 "0.613"이다.
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57. 공업제품에 대한 표준화를 시행 시 여러 장점이 있다. 다음 중 공업제품 표준화와 관련한 장점으로 거리가 먼 것은?

  1. 부품의 호환성이 유지된다.
  2. 능률적인 부품생산을 할 수 있다.
  3. 부품의 품질향상이 용이하다.
  4. 표준화 규격 제정 시에 소요되는 시간과 비용이 적다.
(정답률: 50%)
  • "표준화 규격 제정 시에 소요되는 시간과 비용이 적다."는 장점이 아니다. 오히려 표준화 규격 제정에는 많은 시간과 비용이 소요될 수 있다.

    표준화의 장점으로는 부품의 호환성 유지, 능률적인 부품 생산, 부품의 품질 향상 등이 있다. 이는 표준화로 인해 제품의 생산성과 효율성이 향상되고, 소비자의 만족도도 높아지기 때문이다.
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58. 드럼 지름이 300mm인 밴드 브레이크에서 1kN·m의 토크를 제동하려고 한다. 이 때 필요한 제동력은 약 몇 N 인가?

  1. 667
  2. 5500
  3. 6667
  4. 795
(정답률: 53%)
  • 제동력 = 토크 / 반지름
    반지름 = 300mm / 2 = 150mm = 0.15m
    제동력 = 1kN·m / 0.15m = 6667N
    따라서 정답은 "6667"이다.
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59. 두 축의 중심선이 어느 각도로 교차되고 그 사이의 각도가 운전 중 다소 변하여도자유로이 운동을 전달할 수 있는 축 이음은?

  1. 플랜지 이음
  2. 셀러 이음
  3. 올덤 이음
  4. 유니버설 이음
(정답률: 48%)
  • 유니버설 이음은 두 축의 중심선이 어느 각도로 교차되고 그 사이의 각도가 변해도 자유롭게 운동을 전달할 수 있는 이음 방식입니다. 이는 구조가 간단하고 회전 운동의 전달 효율이 높아 자동차나 기계 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 따라서 유니버설 이음이 정답입니다.
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60. 두께 10mm의 강판에 지름 24mm의 리벳을 사용하여 1줄 겹치기 이음할 때 피치는 약 몇 mm 인가?(단, 리벳에서 발생하는 전단응력은 35.3MPa이고, 강판에 발생하는 인장응력은 42.2MPa이다.)

  1. 43
  2. 62
  3. 55
  4. 74
(정답률: 23%)
  • 리벳을 사용하여 이음할 때, 인장응력과 전단응력이 발생하게 된다. 이 때, 인장응력과 전단응력이 최대가 되는 지점에서 피치를 계산하면 된다.

    인장응력이 최대가 되는 지점은 리벳의 단면적이 가장 작은 지점이다. 따라서, 리벳의 단면적을 구하고 인장응력을 이용하여 피치를 계산한다.

    리벳의 단면적은 다음과 같다.

    $A = frac{pi}{4}d^2 = frac{pi}{4}(24mm)^2 = 452.39mm^2$

    인장응력은 다음과 같다.

    $sigma = frac{F}{A} = frac{42.2MPa}{2} = 21.1MPa$

    전단응력이 최대가 되는 지점은 리벳의 중심선과 강판의 경계면에서 발생한다. 따라서, 전단응력을 이용하여 피치를 계산한다.

    전단응력은 다음과 같다.

    $tau = frac{F}{A} = frac{35.3MPa}{2} = 17.65MPa$

    전단응력이 최대가 되는 지점에서의 피치는 다음과 같다.

    $p = frac{2tau}{sigma}d = frac{2times17.65MPa}{21.1MPa}times24mm = 39.6mm$

    따라서, 피치는 약 39.6mm이다. 하지만, 이 경우에는 리벳이 겹치는 부분에서 인장응력과 전단응력이 동시에 발생하므로, 안전을 고려하여 피치를 더 작게 설정해야 한다.

    일반적으로, 피치는 리벳 지름의 2배에서 2.5배 사이로 설정한다. 따라서, 피치는 약 48mm에서 60mm 사이로 설정해야 한다.

    정답인 "62"는 이 범위 내에 있으며, 이는 안전을 고려하여 설정한 값이다.
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4과목: 유압기기 및 건설기계일반

61. 그림과 같은 유압회로의 명칭으로 가장 적절한 것은?

  1. 증강 회로
  2. 브레이크 회로
  3. 정토크 구동 회로
  4. 정출력 구동 회로
(정답률: 25%)
  • 이 유압회로는 입력 신호를 증폭하여 출력 신호로 전달하는 역할을 하기 때문에 "증강 회로"라고 부릅니다. 다른 보기들은 이 유압회로의 역할과는 다른 기능을 수행하기 때문에 적절하지 않습니다.
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62. 본체와의 결합 각도가 37° 및 45°의 2종류가 있는 파이프 이음 방식은?

  1. 용접 이음
  2. 세이프 이음
  3. 플레어 이음
  4. 플랜지 이음
(정답률: 32%)
  • 본체와의 결합 각도가 37° 및 45°인 파이프 이음 방식은 플레어 이음입니다. 이유는 플레어 이음은 파이프의 끝을 넓게 폭발시켜서 본체와 결합하는 방식으로, 이 때 37° 및 45°의 각도로 결합할 수 있습니다. 따라서 이 방식이 해당 문제의 정답입니다.
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63. 유압 시스템의 오일 토출량이 매분 49 이고, 실린더 튜브의 내경이 10cm인 유압 실린더의 추력이 2.5kN 이라면, 이 유압 실린더의 속도는 몇 cm/sec 인가?

  1. 7.8
  2. 8.2
  3. 9.6
  4. 10.4
(정답률: 20%)
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64. 유압기계에서 작업장치로 유압 실린더의 압력을 천천히 빼어, 기계 손상의 원인이 되는 회로의 충격을 작게 하는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 컷 오프
  2. 오일 미스트
  3. 디컴프레션
  4. 유압 드레인
(정답률: 48%)
  • 디컴프레션은 유압 실린더의 압력을 천천히 빼서 회로의 충격을 작게 하기 때문에, 기계 손상을 예방할 수 있습니다. 따라서 유압기계에서 안전하게 작업을 수행하기 위해 디컴프레션 기능이 필요합니다.
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65. 릴리프 밸브에 관한 일반적인 특성으로 틀린 것은?

  1. 회로의 파괴를 방지한다.
  2. 압력을 일정하게 유지한다.
  3. 회로 내의 압력을 설정 값 이하로 제한한다.
  4. 공기흐름의 방향을 변환시켜 액추에이터를 제어하기 위해 사용한다.
(정답률: 34%)
  • "회로의 파괴를 방지한다."는 릴리프 밸브의 일반적인 특성 중 하나이며, 틀린 것은 아닙니다.

    릴리프 밸브는 압력이 일정 수준 이상으로 상승할 때, 과도한 압력을 회로에서 제거하여 회로의 파괴를 방지하고 압력을 일정하게 유지하는 역할을 합니다. 또한, 회로 내의 압력을 설정 값 이하로 제한하여 안전성을 높이는 역할도 합니다.

    하지만 "공기흐름의 방향을 변환시켜 액추에이터를 제어하기 위해 사용한다."는 릴리프 밸브의 일반적인 특성이 아닙니다. 이는 다른 유형의 밸브, 예를 들어 솔레노이드 밸브 등에서 사용되는 기능입니다.
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66. 기름의 압축률이 6×10-5m2일 때 압력을 0에서 200N/m2까지 압축하면 체적은 몇 % 감소하는가?

  1. 1.2
  2. 1.6
  3. 2.2
  4. 2.6
(정답률: 32%)
  • 압축률은 ΔV/V₀ = -αΔP로 주어진다. 여기서 ΔV/V₀은 체적의 변화율, α는 압축률, ΔP는 압력의 변화량을 의미한다. 따라서 ΔV/V₀ = -6×10-5 × 200 = -0.012 이다. 이는 체적이 1.2% 감소했다는 것을 의미하므로, 정답은 "1.2"이다.
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67. 기어펌프의 폐입 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 폐입 현상의 방지책으로 토출홈을 만들어 준다.
  2. 오일은 폐입 부분에서 압축시에는 고압이, 팽창 시에는 진공이 형성된다.
  3. 폐입으로 인하여 생기는 용적의 변화는 진동과 소음 발생의 원인이 된다.
  4. 폐입 현상은 기어 펌프의 기어물림율과 관계가 없다.
(정답률: 34%)
  • "폐입 현상은 기어 펌프의 기어물림율과 관계가 없다."는 옳지 않은 설명이다. 폐입 현상은 기어 펌프의 회전 속도와 유체의 점도, 유체의 유속 등 여러 가지 요인에 영향을 받기 때문에 기어물림율과도 관련이 있다.
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68. 그림과 같은 유체 조정기기의 유압기호로서 옳은 것은?

  1. 가열·냉각온도 조절기
  2. 공기압 조정 유닛
  3. 유량계측 검류기
  4. 기름분무 분리기
(정답률: 24%)
  • 정답은 "공기압 조정 유닛"입니다.

    이유는 그림에서 보이는 것처럼, 유체의 압력을 조절하는 기능을 가지고 있기 때문입니다. 이 장치는 공기압을 조절하여 유체의 유량을 제어하거나, 유체의 압력을 일정하게 유지하는 역할을 합니다. 따라서 유체 조정기기에서는 공기압 조정 유닛이 매우 중요한 역할을 합니다.
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69. 다음 베인펌프에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 토출 압력의 맥동이 적다.
  2. 베인의 마모에 의한 압력 저하가 거의 없다.
  3. 비교적 고장이 많으며 작동유의 점도에 제한이 없다.
  4. 펌프 출력에 비해 형상 치수가 작다.
(정답률: 56%)
  • "비교적 고장이 많으며 작동유의 점도에 제한이 없다."가 가장 거리가 먼 이유는 다른 보기들이 베인펌프의 장점을 설명하는 반면, 이 보기는 베인펌프의 단점을 설명하기 때문이다. 베인펌프는 작동 중에 고장이 발생하기 쉽고, 작동유의 점도가 높을수록 효율이 떨어지는 단점이 있다. 따라서 이 보기는 베인펌프를 사용할 때 주의해야 할 점을 강조하는 것이다.
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70. 유압장치 또는 회로 내에 얇은 금속판을 장치하여 압력이 높아지면 얇은 판이 파괴되고, 오일을 탱크로 흐르게 하여 압력을 감소시키는 기기는?

  1. 압력 스위치
  2. 유체(유압) 퓨즈
  3. 감압 퓨즈
  4. 전기 퓨즈
(정답률: 24%)
  • 유체(유압) 퓨즈는 압력이 높아지면 얇은 금속판이 파괴되어 오일을 탱크로 흐르게 하여 압력을 감소시키는 기기입니다. 이는 유압장치나 회로 내에서 과도한 압력이 발생할 경우 파손을 방지하고 안전을 유지하기 위해 사용됩니다. 따라서, "유체(유압) 퓨즈"가 정답입니다.
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71. 로더의 규격표시 방법으로 옳은 것은?

  1. 자체 중량(kgf)
  2. 기관 최대 출력(kW)
  3. 로더의 전체 길이(m)
  4. 표준 버킷의 산적용량(m3)
(정답률: 50%)
  • 로더의 규격표시 방법은 로더의 주요 사양을 나타내는데, 이 중 표준 버킷의 산적용량은 로더가 한 번에 운반할 수 있는 토양 등의 양을 나타내는 중요한 사양입니다. 따라서 이 값은 로더의 작업 효율성과 생산성에 큰 영향을 미치며, 구매자들은 이 값을 중요하게 고려하여 로더를 선택하게 됩니다.
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72. 다음 중 조 크러셔의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고정된 수동판과 요동하는 구동판을 마주보게 한 것이다.
  2. 싱글 토글형과 더블 토글형이 있다.
  3. 파쇄용량이 파쇄비율에 비해 작아 3차 파쇄에 적합하다.
  4. 투입구가 몸체에 비하여 크다.
(정답률: 57%)
  • "파쇄용량이 파쇄비율에 비해 작아 3차 파쇄에 적합하다."가 틀린 설명이 아니다. 조 크러셔는 파쇄비율이 높은 1차 파쇄와 2차 파쇄에는 적합하지 않지만, 파쇄비율이 낮은 3차 파쇄에는 적합하다. 이는 파쇄비율이 높을수록 파쇄용량이 작아지기 때문이다. 따라서 "파쇄용량이 파쇄비율에 비해 작아 3차 파쇄에 적합하다."는 올바른 설명이다.
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73. 토사도로의 보수, 정지 및 노면 마무리 작업, 제설 등을 작업하는 데 가장 적합한 것은?

  1. 불도저
  2. 스크레이퍼
  3. 모터그레이더
  4. 덤프트럭
(정답률: 45%)
  • 모터그레이더는 노면을 평탄하게 만들고, 보수 및 정지 작업에 적합한 기계입니다. 또한 제설 작업에도 유용하게 사용됩니다. 불도저는 대형 재설 작업에 적합하며, 스크레이퍼는 대규모 토사 이동 작업에 적합합니다. 덤프트럭은 토사나 자재를 운반하는데 사용되며, 보수 및 정지 작업에는 적합하지 않습니다.
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74. 블레이드의 폭 1.5m, 높이가 0.8m인 불도저의 블레이드 용량(m3)은 얼마인가? (단, 보통 흙을 평지에서 밀어내는 경우로 한정한다.)

  1. 0.96
  2. 1.20
  3. 1.54
  4. 1.80
(정답률: 34%)
  • 블레이드 용량은 블레이드의 폭, 높이, 밀어낸 거리에 따라 결정된다. 이 문제에서는 평지에서 밀어내는 경우로 한정되어 있으므로, 블레이드가 밀어낸 흙의 체적은 블레이드의 폭 × 높이 × 밀어낸 거리가 된다.

    따라서, 블레이드 용량 = 1.5m × 0.8m × 0.8m = 0.96m3 이다.

    정답은 "0.96" 이다.
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75. 공기압축기의 규격을 표시하는 단위로 옳은 것은?

  1. m3
  2. m3/min
  3. m
  4. m/min
(정답률: 62%)
  • 공기압축기의 규격은 그 성능을 나타내는 것으로, 공기압축기가 1분에 생산할 수 있는 공기의 양을 나타내는 것이 가장 적절합니다. 따라서 m3/min은 1분당 생산 가능한 공기의 양을 나타내는 단위이므로 옳은 답입니다. m은 부피를 나타내는 단위이고, m/min은 속도를 나타내는 단위이므로 공기압축기의 규격을 나타내는 단위로는 적절하지 않습니다.
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76. 백호를 주행 장치에 따라 구분할 때 고무바퀴식과 비교하여 무한궤도식의 특징을 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 견인력이 크다.
  2. 이동거리가 짧은 협소한 장소에서의 작업에 적합하다.
  3. 주행속도가 빠른 편이다.
  4. 습지나 늪지에서도 원활하게 작업이 가능하다.
(정답률: 39%)
  • "주행속도가 빠른 편이다."라는 설명은 틀린 것입니다. 무한궤도식은 고무바퀴식에 비해 주행속도가 느리고, 주로 협소한 장소에서의 작업에 적합하며 견인력이 크고 습지나 늪지에서도 원활하게 작업이 가능하다는 특징이 있습니다.
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77. 플랜트 기계설비용 배관공사 시 신축 곡관이라고도 하며 배관을 이용하여 사용 중 온도 변화에 의한 신축을 흡수하는 방식으로 곡률 반경을 관경의 6배 이상으로 하여 옥외 배관에 많이 사용하는 방법은?

  1. 스위블 이음
  2. 루프형 신축이음
  3. 볼 조인트 이음
  4. 익스팬션 조인트 이음
(정답률: 19%)
  • 루프형 신축이음은 배관의 끝 부분에 루프 형태로 구부러져 있는 부분을 만들어 신축을 흡수하는 방식입니다. 이 방법은 배관의 길이가 길어질수록 신축을 흡수하기 위해 필요한 공간이 적어지기 때문에 옥외 배관에 많이 사용됩니다. 스위블 이음은 회전 가능한 이음, 볼 조인트 이음은 구형의 조인트, 익스팬션 조인트 이음은 신축성 있는 조인트를 의미합니다.
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78. 공기압축기를 작동 방식과 이동방식에 따라 분류할 때 작동 방식에 따른 분류에 해당하지 않는 것은?

  1. 왕복형 압축기
  2. 트럭 탑재형 압축기
  3. 베인형 압축기
  4. 스크루형 압축기
(정답률: 42%)
  • 트럭 탑재형 압축기는 작동 방식에 따른 분류에 해당하지 않는다. 이는 이동 방식에 따른 분류에 해당하는데, 이는 압축기가 트럭에 탑재되어 이동하는 방식을 의미한다.
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79. 기중기에서 사용하는 작업장치 중 토사를 차량에 적재하거나, 선박 또는 화차에서의 토사 굴착, 우물 및 준설공사 등을 할 때 수직굴토작업이나 오물 제거 등에 사용하는 장치는?

  1. 크램셸(clam shell)
  2. 블레이드(blade)
  3. 어스 드릴(earth drill)
  4. 스캐리 화이어(scarifier)
(정답률: 30%)
  • 크램셸은 두 개의 뚜껑 모양의 팔로 이루어진 작업장치로, 토사나 오물 등을 집어서 적재하거나 굴착하는 데 사용됩니다. 뚜껑 모양의 팔은 열고 닫히며, 토사나 오물을 집어서 적재할 때는 닫혀서 집어들이고, 적재가 끝나면 열어서 내놓습니다. 이러한 작업장치는 수직굴토작업이나 오물 제거 등에 유용하게 사용됩니다.
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80. 다음 중 스크레이퍼의 작업장치에 해당하지 않는 것은?

  1. 이젝터(ejector)
  2. 볼(bowl)
  3. 에이프럭(apron)
  4. 버킷(bucket)
(정답률: 29%)
  • 스크레이퍼는 토양을 파내거나 운반하기 위한 건설장비로, 작업장치로는 이젝터, 볼, 에이프럭이 있습니다. 하지만 버킷은 스크레이퍼의 작업장치가 아니라, 굴착기나 로더 등 다른 건설장비에서 사용되는 작업장치입니다. 따라서 정답은 "버킷(bucket)"입니다.
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