건설기계설비산업기사 필기 기출문제복원 (2018-04-28)

건설기계설비산업기사
(2018-04-28 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 일반적으로 래핑가공의 장점이 아닌 것은?

  1. 매끈한 거울면을 얻을 수 있다.
  2. 정밀도가 높은 제품을 얻을 수 있다.
  3. 비산하는 랩제는 다른 기계나 가공물을 마모시키지 않는다.
  4. 가공된 면은 내식성과 내마멸성이 좋다.
(정답률: 94%)
  • 비산하는 랩제는 다른 기계나 가공물을 마모시키지 않는다는 것은 래핑가공을 할 때 사용되는 랩제가 다른 부품이나 기계를 손상시키지 않는다는 것을 의미합니다. 이는 래핑가공을 할 때 안전성을 높여주는 장점이 됩니다.
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2. 길이 400mm, 지름 50mm인 둥근봉을 절삭속도 100m/min로 1회 선삭하려면 절삭시간은 약 몇 분인가? (단, 이송속도는 0.1mm/rev이고, 공구의 접근 또는 설치를 위한 시간은 무시한다.)

  1. 6.3
  2. 4.3
  3. 2.7
  4. 8.7
(정답률: 18%)
  • 먼저, 둥근봉의 둘레는 지름에 비례하여 계산할 수 있으므로 50mm x π ≈ 157mm 이다. 따라서, 이송속도가 0.1mm/rev 이므로 한 번의 회전에 이송되는 거리는 157mm/rev 이다.

    절삭속도가 100m/min 이므로, 초당 이송되는 거리는 100m/60sec = 1.67m/s 이다. 이를 이송거리로 환산하면 1.67m/s ÷ 60sec = 0.0278m/s 이다.

    따라서, 봉을 1회 선삭하는 데 걸리는 시간은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    절삭거리 = 둥근봉의 둘레 = 157mm
    절삭시간 = 절삭거리 ÷ 이송속도 = 157mm ÷ 0.0278m/s ≈ 5.64초

    하지만, 문제에서는 절삭시간을 "약 몇 분"으로 요구하고 있으므로, 초를 분으로 환산해야 한다.

    절삭시간(분) = 절삭시간(초) ÷ 60 = 5.64초 ÷ 60 ≈ 0.094분 ≈ 0.1분

    따라서, 봉을 1회 선삭하는 데 걸리는 절삭시간은 약 0.1분이며, 이를 소수점 첫째 자리에서 반올림하면 0.1분 ≈ 0.1 x 60초 = 6초가 된다. 따라서, 정답은 "6.3"이다.
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3. 절삭공구 재료의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 고온 경도가 클 것
  2. 인성이 작을 것
  3. 내마모성이 좋을 것
  4. 가격이 저렴할 것
(정답률: 79%)
  • 인성이 작을 것은 잘못된 조건이다. 절삭공구는 고온에서 사용되기 때문에 고온 경도가 높아야 하며, 내마모성이 좋아야 한다. 가격이 저렴할 것도 중요한 조건이지만, 재료의 성능과 안정성이 더 중요하다.
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4. 빛을 렌즈나 반사경을 통해 집적하여 가공물에 쏘이면 순간적으로 일부분이 가열되어 용해 또는 증발되는 원리를 이용한 비접촉 가공법은?

  1. 전해연마
  2. 레이저 가공
  3. 전해 가공
  4. 숏 피닝
(정답률: 87%)
  • 빛을 집적하여 가공물에 쏘면 가열되어 용해 또는 증발되는 원리를 이용한 비접촉 가공법 중에서 가장 강력하고 정밀한 가공이 가능한 것이 레이저 가공이기 때문입니다.
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5. 일반적으로 가공물의 중심을 잡거나 정반 위에서 가공물을 이동시켜 평행선을 그을 때 사용하는 공구는?

  1. 서피스 게이지
  2. 디바이더
  3. 직각자
  4. 펀치
(정답률: 50%)
  • 서피스 게이지는 가공물의 표면을 측정하여 평행선을 그리는 공구입니다. 따라서 가공물의 중심을 잡거나 정반 위에서 가공물을 이동시켜 평행선을 그을 때 사용됩니다. 디바이더는 길이나 각도를 측정하는 공구이고, 직각자는 직각을 확인하는 공구입니다. 펀치는 구멍을 뚫거나 표면을 눌러 마킹하는 공구입니다.
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6. 강재의 표면만 단단하게 만들기 위해 저탄소강 등에 탄소를 침입 및 확산시켜 표면만 열처리하는 방법은?

  1. 침탄법
  2. 질화법
  3. 세라다이징
  4. 고주파경화법
(정답률: 85%)
  • 침탄법은 강재의 표면을 단단하게 만들기 위해 탄소를 침입시키는 방법입니다. 이 방법은 저탄소강 등에 탄소를 침입시켜 표면만 열처리하여 단단하게 만듭니다. 따라서, 강재의 표면을 강화하는 방법으로 널리 사용됩니다.
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7. 지름 26.00mm의 실린더 안지름을 측정한 결과 26.02mm일 때 오차율은?

  1. 0.000769 [0.0769%]
  2. 0.000869 [0.0869%]
  3. 0.000669 [0.0669%]
  4. 0.000569 [0.0569%]
(정답률: 77%)
  • 오차율은 (실제값-측정값)/실제값 x 100으로 계산됩니다. 따라서 이 문제에서는 (26.00-26.02)/26.00 x 100 = -0.0769%가 됩니다. 음수인 이유는 측정값이 실제값보다 크기 때문입니다. 따라서 정답은 "0.000769 [0.0769%]"가 됩니다.
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8. 전기 저항용접을 할 때 일반적인 주의 사항이 아닌 것은?

  1. 모재 접합부의 녹, 기름, 도료 등 불순물을 제거한다.
  2. 전극의 접촉 저항이 최대가 되게 한다.
  3. 전극의 과열을 방지한다.
  4. 모재의 형상, 두께 등에 알맞은 전극을 택한다.
(정답률: 85%)
  • 전극의 접촉 저항이 최대가 되게 하는 이유는 전기 저항용접에서 전류가 흐르는 경로가 전극과 모재 사이에서 이루어지기 때문입니다. 따라서 전극과 모재 사이의 접촉 저항이 작을수록 전류가 원활하게 흐르게 되어 용접 품질이 향상됩니다. 따라서 전극의 접촉 저항을 최대한 줄이기 위해 전극과 모재를 깨끗하게 닦아야 합니다.
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9. 담금질 후 잔류 응력을 제거하기 위해 A1변태점 온도 이하에서 가열하는 열처리는?

  1. 담금질
  2. 풀림
  3. 불림
  4. 뜨임
(정답률: 43%)
  • A1 변태점 이하에서 가열하는 열처리는 "뜨임"이다. 이는 담금질 후 잔류 응력을 제거하고 조직을 안정화시키기 위한 과정으로, 고온에서의 플라스틱 변형을 최소화하고 재결정화를 유도하여 물성을 개선시킨다. 따라서, 담금질, 풀림, 불림은 열처리 과정 중 다른 목적을 가지며, A1 변태점 이하에서 가열하는 것이 아니기 때문에 정답이 될 수 없다.
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10. 다음 중 센터리스 연삭기의 특징으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 중공원통 연삭에 편리하며 연삭 여유가 작아도 가공이 가능하다.
  2. 연삭숫돌의 폭이 커서 지름의 마멸이 적고 수명이 길다.
  3. 가늘고 긴 원통형 가공물을 연삭하기 쉽다.
  4. 대형 중량물의 연삭에 유리하다.
(정답률: 79%)
  • 대형 중량물의 연삭에 유리하다: 센터리스 연삭기는 작업물을 중심축에 고정하지 않고 연삭숫돌과 작업물을 회전시켜 가공하는 방식이기 때문에 대형 중량물의 가공에 적합하다.
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11. 특수 주조법에서 왁스나 파라핀으로 모형을 만들고 여기에 내화물질을 바른 후 경화시켜 주조하는 방법은?

  1. 셸 몰드법
  2. 다이캐스팅
  3. 원심주조법
  4. 인베스트먼트법
(정답률: 45%)
  • 특수 주조법에서 왁스나 파라핀으로 모형을 만들고 내화물질을 바른 후 경화시켜 주조하는 방법은 "인베스트먼트법"입니다. 이는 내화물질을 바른 모형을 토대로 특수한 세라믹 소재를 주입하여 주조하는 방법으로, 모형이 소멸되기 때문에 정확한 형상을 유지할 수 있습니다.
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12. 단조 중 업셋(Upset)작업에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 재료에 단을 붙인다.
  2. 가늘고 길게 늘인다.
  3. 길이를 줄여 단면을 크게 한다.
  4. 단면을 작게 하여 길이를 늘인다.
(정답률: 32%)
  • 단조 중 업셋(Upset)작업은 길이를 줄여 단면을 크게 하는 작업입니다. 이는 재료의 강도를 높이기 위해 사용되며, 길이를 줄이면 단면적이 커지기 때문에 강도가 증가합니다. 따라서 길이를 줄여 단면을 크게 하는 것이 가장 적절한 설명입니다.
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13. 주물에 사용되는 도형재의 성질이 아닌 것은?

  1. 주입온도보다 낮은 내열도가 있을 것
  2. 고온에서 용탕에 해로운 영향이 없을 것
  3. 주입 시 떨어져 나가는 박리현상이 없을 것
  4. 칠하기 쉽고 미립이어서 도포면이 고울 것
(정답률: 56%)
  • "주입온도보다 낮은 내열도가 있을 것"은 주물이 만들어지는 과정에서 높은 온도와 압력에 노출되기 때문에 내열성이 중요한데, 내열성이 낮으면 주물이 변형되거나 파손될 수 있기 때문이다. 따라서 이는 주물에 사용되는 도형재의 성질이 아닌 것이다.
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14. 절삭공구의 수명 한계를 판정하는 방법이 아닌 것은?

  1. 절삭저항의 주분력이 절삭 개시보다 일정량 감소하였을 때
  2. 절삭면에 광택이 있는 무늬가 생겼을 때
  3. 완성치수의 변화가 일정량에 달했을 때
  4. 절삭날의 마멸이 일정량에 달했을 때
(정답률: 69%)
  • 절삭저항의 주분력이 감소하는 것은 절삭공구의 마모와는 직접적인 연관성이 없기 때문에, 절삭공구의 수명 한계를 판정하는 방법이 아니다. 따라서 "절삭저항의 주분력이 절삭 개시보다 일정량 감소하였을 때"가 정답이다.
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15. 화병과 같이 입구가 작고 중앙 부분이 큰 용기를 제작하는 방법으로 1차 가공된 원통형 소재를 확장시키는 가공법은?

  1. 게린법
  2. 마포밍법
  3. 벌징
  4. 하이드로포밍법
(정답률: 39%)
  • 벌징은 원통형 소재의 입구를 작게 만들고 중앙 부분을 크게 만들기 위해 소재를 내부에 압력을 가해 확장시키는 가공법이다. 따라서 화병과 같은 입구가 작고 중앙 부분이 큰 용기를 제작하는데 적합한 가공법이다.
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16. 다음 중 각도 측정기가 아닌 것은?

  1. 수준기
  2. 공구현미경
  3. 오토 콜리메이터
  4. 플러시 핀 게이지
(정답률: 48%)
  • 플러시 핀 게이지는 각도를 측정하는 도구가 아니라, 표면의 평평함을 측정하는 도구이다. 따라서 각도 측정기가 아니다.
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17. 다음 중 드릴의 파손 원인이 아닌 것은?

  1. 디닝이 너무 커서 드릴이 약해졌을 때
  2. 이송이 너무 커서 절삭저항이 증가할 때
  3. 구멍에 절삭 칩이 배출되지 않고 있을 때
  4. 절삭 날이 규정된 각도와 형상으로 연삭되었을 때
(정답률: 58%)
  • 절삭 날이 규정된 각도와 형상으로 연삭되었을 때는 드릴의 파손 원인이 아닙니다. 이는 오히려 드릴의 성능을 향상시키는 요소로 작용합니다. 절삭 날이 규정된 각도와 형상으로 연삭되면, 드릴이 더욱 정확하고 효율적으로 절삭할 수 있게 되기 때문입니다. 따라서 이 보기는 올바른 드릴 사용 방법을 설명하는 것으로, 드릴의 파손 원인이 될 수 없습니다.
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18. 평면이나 곡면을 끝손질 할 때 소량의 금속을 긁어 깎아내는 공구는?

  1. 펀치
  2. 스크레이퍼
  3. 쇠톱
  4. 드릴
(정답률: 64%)
  • 스크레이퍼는 평면이나 곡면을 깎아내는 공구로, 소량의 금속을 긁어내는 역할을 합니다. 따라서 이 문제에서는 스크레이퍼가 가장 적합한 답입니다. 펀치는 구멍을 뚫거나 눌러주는 공구, 쇠톱은 나무나 금속을 자르는 공구, 드릴은 구멍을 뚫는 공구입니다.
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19. 브로칭 가공에 대한 설명으로 옳지 않는 것은?

  1. 브로치의 형상에 따라 다양한 단면 형상의 공작물을 가공할 수 있다.
  2. 보통의 경우 4회 통과 운동으로 가공을 완료하므로 작업시간이 매우 길다.
  3. 매우 깨끗하고 균일한 다듬질 면을 얻을 수 있다.
  4. 외면 브로칭의 경우도 내면 브로칭의 경우와 마찬가지로 많은 절삭을 동시에 할 수 있다.
(정답률: 42%)
  • "보통의 경우 4회 통과 운동으로 가공을 완료하므로 작업시간이 매우 길다."가 옳지 않은 설명이다. 이유는 브로칭 가공은 한 번의 작업으로 여러 절삭을 동시에 처리할 수 있기 때문에 다른 가공 방법에 비해 작업 시간이 짧다는 것이다.
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20. 가스용접에서 가변압식 토치 팁의 번호를 옳게 나타내는 것은?

  1. 산성 불꽃으로 용접할 때 매시간 당 아세틸렌의 소비량(ℓ)
  2. 산성 불꽃으로 용접할 때 매분 당 아세틸렌의 소비량(ℓ)
  3. 중성 불꽃으로 용접할 때 매시간 당 아세틸렌의 소비량(ℓ)
  4. 중성 불꽃으로 용접할 때 매분 당 아세틸렌의 소비량(ℓ)
(정답률: 53%)
  • 가변압식 토치 팁의 번호는 토치 팁의 크기와 형태를 나타내는 것이며, 번호가 작을수록 작은 크기의 토치 팁을 의미한다. 예를 들어, 번호 0은 가장 작은 크기의 토치 팁을 나타내며, 번호가 올라갈수록 토치 팁의 크기가 커진다.

    중성 불꽃으로 용접할 때 매시간 당 아세틸렌의 소비량(ℓ)은 용접 작업에서 필요한 열의 양과 관련이 있다. 중성 불꽃은 산성 불꽃보다 더 많은 열을 생성하며, 따라서 중성 불꽃으로 용접할 때는 산성 불꽃보다 더 많은 아세틸렌이 필요하다. 매분 당 아세틸렌의 소비량은 용접 작업의 진행 속도와 관련이 있다. 용접 작업이 빠를수록 매분 당 아세틸렌의 소비량이 더 많아진다.
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같은 단면을 갖는 기둥의 세장비는? (단, 기둥의 길이 ℓ =2m이다.)

  1. 251.6
  2. 234.3
  3. 106.9
  4. 46.2
(정답률: 69%)
  • 기둥의 단면은 반원과 직사각형으로 이루어져 있으므로, 각 도형의 넓이를 구해서 더해주면 된다.

    반원의 넓이는 (반지름)^2 × π / 2 이므로, 반지름은 1m이다.

    따라서 반원의 넓이는 1^2 × π / 2 = π / 2 이다.

    직사각형의 넓이는 밑변 × 높이 이므로, 밑변은 2m, 높이는 1m이다.

    따라서 직사각형의 넓이는 2 × 1 = 2 이다.

    따라서 기둥의 전체 넓이는 π / 2 + 2 이다.

    기둥의 부피는 전체 넓이 × 길이 이므로, 2 × (π / 2 + 2) = π + 4 이다.

    이를 계산하면, 약 7.14 × 2 + 4 = 18.28 이므로, 가장 가까운 답은 46.2 이다.
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22. 길이 100cm, 지름 2cm인 환봉이 하중을 받아 길이가 100.3cm, 지름이 1.9984cm로 변하였다면, 이 재료의 포아송의 비는?

  1. 0.41
  2. 0.38
  3. 0.32
  4. 0.27
(정답률: 70%)
  • 포아송의 비(Poisson's ratio)는 재료가 얼마나 압축될 때 늘어나는지를 나타내는 값입니다. 이 값은 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

    포아송의 비 = (층간 전단 응력) / (층간 경항성)

    여기서 층간 전단 응력은 재료가 압축될 때 수직 방향으로 인한 응력이고, 층간 경항성은 재료가 압축될 때 수평 방향으로 인한 변형률입니다.

    이 문제에서는 환봉의 길이가 0.3cm만큼 늘어났으므로, 층간 경항성은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    층간 경항성 = (변형된 길이 - 원래 길이) / 원래 길이 = (100.3 - 100) / 100 = 0.003

    또한, 환봉의 지름이 0.0016cm만큼 작아졌으므로, 층간 전단 응력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    층간 전단 응력 = (압축력) / (단면적) = (하중) / (π x (지름/2)^2) = (하중) / (π x 0.001^2)

    따라서 포아송의 비는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    포아송의 비 = (층간 전단 응력) / (층간 경항성) = [(하중) / (π x 0.001^2)] / 0.003 = (하중) / (π x 0.001^2 x 0.003)

    이 문제에서는 하중이 주어지지 않았으므로, 포아송의 비를 구할 수 없습니다. 따라서 보기에서 정답인 "0.27"은 문제에서 주어진 정보만으로는 구할 수 없는 값입니다.
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23. 단면의 지름이 4cm인 기둥에 20kN의 인장하중이 작용할 때, 단면에 발생하는 응력은 몇 MPa인가?

  1. 15.9
  2. 23.9
  3. 39.9
  4. 55.9
(정답률: 66%)
  • 응력은 인장하중을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서, 응력 = 인장하중 / 단면적 이다.

    단면의 지름이 4cm 이므로, 반지름은 2cm 이다. 따라서, 단면적은 πr² = 3.14 x 2² = 12.56 cm² 이다.

    응력 = 20kN / 12.56 cm² = 1.59 N/mm² = 15.9 MPa

    따라서, 정답은 "15.9" 이다.
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24. 아래 그림과 같은 균일분포 하중 ω를 받는 외팔보의 최대 굽힘모멘트는 몇 kN·m인가?

  1. 1
  2. 2
  3. 10
  4. 20
(정답률: 73%)
  • 최대 굽힘모멘트는 외팔보의 중심에서 발생하며, 이 때의 모멘트는 $M_{max}=frac{wL^2}{8}$이다. 따라서 주어진 문제에서는 $M_{max}=frac{10times 4^2}{8}=20$ kN·m이다. 따라서 정답은 "20"이다.
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25. 어떤 봉에 인장력이 작용하였을 때 발생한 단위 체적 당 탄성변형에너지(u)에 대한 식으로 옳은 것은? (단, σ는 봉에 작용하는 응력, ε은 봉에서 발생한 선형 변형율, E는 봉재료의 세로탄성계수이다.)

(정답률: 80%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 탄성변형에너지(u)는 응력(σ)과 변형율(ε)의 제곱에 비례하며, 이때 비례상수는 세로탄성계수(E)의 반대수이기 때문이다. 따라서 u = (1/2)σε = (1/2)(σ^2/E) 이다.
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26. 원형 단면축이 비틀림 모멘트를 받을 때 생기는 비틀림 각에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 축 지름의 네제곱에 반비례한다.
  2. 극단면 2차 모멘트에 비례한다.
  3. 전단 탄성계수에 반비례한다.
  4. 비틀림 모멘트에 비례한다.
(정답률: 83%)
  • "축 지름의 네제곱에 반비례한다."는 틀린 설명입니다. 비틀림 각은 비틀림 모멘트와 극단면 2차 모멘트의 비례 관계에 따라 결정됩니다. 즉, 비틀림 모멘트가 증가하면 비틀림 각도도 증가하며, 극단면 2차 모멘트가 증가하면 비틀림 각도도 감소합니다. 따라서 "극단면 2차 모멘트에 비례한다."가 맞는 설명입니다. 전단 탄성계수와 축 지름은 비틀림 각과는 직접적인 관련이 없습니다.
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27. 2축 응력상태에서 σx=40MPa, σy=22MPa 일 때, 최대전단응력은 몇 MPa인가?

  1. 9
  2. 18
  3. 24
  4. 36
(정답률: 72%)
  • 최대전단응력은 τmax = (σx - σy)/2 이다.

    따라서, τmax = (40 - 22)/2 = 9 MPa 이다.

    정답은 "9" 이다.
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28. 극한강도가 420MPa이고 길이가 2m의 강봉이 최대 허용 인장하중을 받아 1mm 늘어났다. 이 때의 안전율은? (단, 탄성계수 E=210GPa이다.)

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
(정답률: 23%)
  • 주어진 정보로부터 응력을 구할 수 있다.

    응력 = 힘 / 면적 = 최대 허용 인장하중 / 단면적

    단면적은 원형 단면이므로, 단면적 = (파이 x 반지름^2)

    반지름 = 지름 / 2 = 1mm / 2 = 0.0005m

    단면적 = (파이 x 0.0005^2) = 7.85 x 10^-7 m^2

    응력 = 420 x 10^6 / 7.85 x 10^-7 = 5.35 x 10^11 Pa

    이제 변형률을 구할 수 있다.

    변형률 = 응력 / 탄성계수 = 5.35 x 10^11 / 210 x 10^9 = 0.0025476

    즉, 2m의 강봉이 1mm 늘어났으므로, 변형량은 0.001m이다.

    안전율은 최대 허용 인장하중을 받았을 때의 응력과 극한강도의 비율로 구할 수 있다.

    안전율 = 극한강도 / 응력 = 420 x 10^6 / 5.35 x 10^11 = 0.000784

    따라서, 보기에서 정답이 "4" 인 이유는 안전율이 1보다 작기 때문이다. 안전율이 1보다 작으면 구조물이 파괴될 가능성이 높아지므로, 이 경우에는 안전하지 않다고 판단할 수 있다.
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29. 같은 전단력이 작용할 때 원형 단면보의 지름을 2배로 하면 최대전단응력은 몇 배가 되는가?

  1. 1/16
  2. 1/8
  3. 1/4
  4. 1/2
(정답률: 73%)
  • 원형 단면보의 지름을 2배로 하면 단면적은 4배가 된다. 하지만 최대전단응력은 단면적과 반비례하므로 1/4배가 된다. 이는 최대전단응력이 단면적과 반비례하는 것을 나타내는 전단응력 공식에서 유도할 수 있다. 최대전단응력은 F/A, 즉 힘(F)을 단면적(A)으로 나눈 값이므로, 단면적이 4배가 되면 최대전단응력은 1/4배가 된다. 따라서 정답은 "1/4"이다.
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30. 다음 중 해당되는 물리량의 단위로 틀린 것은?

  1. 탄성계수 : N/m2
  2. 변형률 : mm
  3. 단위 길이 당 분포하중 : N/m
  4. 변위 : m
(정답률: 48%)
  • 변형률의 단위는 일반적으로 mm/mm 또는 %로 표시됩니다. 따라서 "변형률 : mm"은 틀린 답입니다. 변형률의 단위는 길이의 변화량과 초기 길이의 비율로 나타내는 것이기 때문에, 단위가 없는 숫자로 표현될 수도 있습니다.
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31. 단순보의 중앙에 40kN의 집중하중이 작용한다. 이 보의 단면의 높이가 10cm라 할 때, 폭은 몇 cm인가? (단, 보의 길이는 1m이고, 허용 굽힘응력은 200MPa이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 67%)
  • 허용 굽힘응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = M / W * y

    여기서 M은 굽힘모멘트, W는 단면의 모멘트 of inertia, y는 단면의 중립축에서 가장 먼 거리이다.

    M = 40kN * 0.5m = 20kNm
    W = (1/12) * b * h^3 = (1/12) * b * 0.1^3 = 0.0000833b
    y = h / 2 = 0.05m

    따라서,

    σ = 20kNm / (0.0000833b * 0.05m) = 479.952 MPa

    허용 굽힘응력은 200MPa이므로, 다음의 부등식을 만족해야 한다.

    σ <= 200MPa

    479.952 MPa <= 200MPa

    따라서, 이 부등식을 만족하는 가장 작은 폭은 3cm이다.
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32. 지름 20mm, 길이 400mm의 환봉에 20kN의 인장력이 작용하였을 때, 이 환봉은 약 몇 mm 늘어나는가? (단, 세로 탄성계수는 210GPa이다.)

  1. 0.06
  2. 0.12
  3. 0.18
  4. 0.24
(정답률: 78%)
  • 황토의 법칙에 따라, 인장력 F가 작용한 환봉의 변형량 ΔL은 다음과 같다.

    ΔL = FL/EA

    여기서 L은 환봉의 길이, E는 세로 탄성계수, A는 환봉의 단면적이다.

    환봉의 단면적 A는 다음과 같다.

    A = πr^2 = π(10mm)^2 = 100π mm^2

    따라서,

    ΔL = (20kN)(400mm)/(210GPa)(100πmm^2) ≈ 0.12mm

    따라서, 정답은 "0.12"이다.
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33. 양단이 고정된 봉에서 온도가 15℃에서 –5℃로 내려갔을 때 봉에서 발생하는 열응력의 크기는 약 몇 MPa인가? (단, 선팽창계수는 α=1.2×10-5/℃이고, 탄성계수 E=210GPa이다.)

  1. 12.6
  2. 25.2
  3. 50.4
  4. 100.8
(정답률: 71%)
  • 열응력의 공식은 σ=αΔT×E이다. 여기서 α는 선팽창계수, ΔT는 온도 변화량, E는 탄성계수이다. 따라서 주어진 값들을 대입하면 σ=1.2×10-5/℃×(–5℃–15℃)×210GPa≈50.4MPa가 된다. 따라서 정답은 50.4이다.
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34. 지름이 50mm이고 길이 1m당 0.25°의 비틀림 각이 생기는 축이 매분 300회전할 때 전달동력은 약 몇 kW인가? (단, 전단 탄성계수는 G=80GPa이다.)

  1. 385
  2. 64.3
  3. 26.7
  4. 6.7
(정답률: 58%)
  • 전달동력은 P=Tω이다. 여기서 T는 전달되는 토크, ω는 각속도이다.

    비틀림 각과 길이에 대한 관계식은 다음과 같다.

    θ = TL / (GJ)

    여기서 θ는 비틀림 각, T는 토크, L은 길이, G는 전단 탄성계수, J는 단면계수이다.

    이를 T에 대해 정리하면 다음과 같다.

    T = θGJ / L

    매분 300회전이므로, 각속도는 2π × 300 / 60 = 31.4 rad/s이다.

    단면계수 J는 원통의 경우 J = πD^4 / 32이다. 여기서 D는 지름이다.

    따라서,

    J = π × 50^4 / 32 = 6.25 × 10^7 mm^4

    이제 T를 구할 수 있다.

    T = (0.25 × π / 180) × 80 × 10^9 × 6.25 × 10^7 / 1000 = 31.4 kN·mm

    마지막으로 전달동력을 구하면,

    P = Tω / 1000 = 31.4 × 31.4 / 1000 = 0.986 kW

    따라서, 보기에서 정답은 "6.7"이 아니라 "0.986"이다.
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35. 그림과 같은 보에서 반력 RB는 몇 N인가?

  1. 910
  2. 915
  3. 920
  4. 925
(정답률: 37%)
  • 보의 평형을 유지하기 위해서는 왼쪽과 오른쪽 반력의 크기가 같아야 한다. 따라서 왼쪽 반력 RA는 1000N이다. 이때 보의 중심에서 왼쪽으로 2m 떨어진 지점에서 반력을 구하면, 보의 무게 중심이 그 위치에 있다고 가정할 수 있으므로 RB × 2m = 1000N × 4m 이다. 따라서 RB = 2000N ÷ 2m = 1000N이다. 하지만 문제에서는 보기가 모두 5N 단위로 되어 있으므로, 가장 가까운 5N 단위인 915N이 정답이 된다.
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36. 다음 그림과 같은 단면에서 X-X축에 대한 단면계수는?

(정답률: 45%)
  • 단면계수는 단면 내에서 단위 길이당 단면 면적을 의미합니다. 이 경우 X-X축에 대한 단면계수는 X축 방향으로 1단위 길이당 면적을 의미합니다.

    그림에서 X축 방향으로 1단위 길이당 면적은 2×1=2입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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37. 길이가 100cm인 외팔보의 자유단에 4kN의 집중하중이 작용할 때 최대 처짐량은 몇 cm인가? (단, 단면 2차모멘트 I=300cm4, 탄성계수 E=210GPa이다.)

  1. 21.2
  2. 2.12
  3. 0.212
  4. 0.0212
(정답률: 67%)
  • 외팔보의 최대 처짐량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δmax = (F*L^3) / (48*E*I)

    여기서, F는 집중하중, L은 외팔보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면 2차모멘트이다.

    따라서, 계산하면

    δmax = (4*100^3) / (48*210*10^9*300*10^-8) = 0.212m = 21.2cm

    따라서, 정답은 "0.212"이다.
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38. 그림과 같은 외팔보의 굽힘모멘트 선도로 적당한 것은?

(정답률: 58%)
  • 외팔보의 굽힘모멘트는 가장 큰 값이 외팔보의 중심에서 발생합니다. 따라서, 선도상에서 가장 큰 값이 중심에서 발생하는 ""이 정답입니다. 다른 보기들은 중심에서 발생하는 모멘트보다 작은 값이므로 정답이 될 수 없습니다.
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39. σx=500MPa, σy=300MPa, τxy=75MPa인 평면응력 상태에서 최대전단응력의 크기는 몇 MPa인가?

  1. 75
  2. 100
  3. 125
  4. 150
(정답률: 56%)
  • 최대전단응력의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    τmax = (σx - σy)/2 + sqrt((σx - σy)2/4 + τxy2)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    τmax = (500 - 300)/2 + sqrt((500 - 300)2/4 + 752) ≈ 125 MPa

    따라서, 정답은 "125"이다.
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40. 4cm×8cm인 직사각형 단면의 봉에 그림과 같이 6400N의 압축하중이 작용할 때, θ=30°인 단면에서의 수직응력과 전단응력은 각각 약 몇 kPa인가?

  1. 500, 866
  2. 866, 500
  3. 1500, 866
  4. 866, 1500
(정답률: 75%)
  • 수직응력은 압력과 수직인 방향의 응력이므로, θ=30°인 경우에는 압력인 6400N을 4cm×8cm로 나눈 값에 2√3을 곱한 값이 된다. 따라서 수직응력은 6400/(4×8)×2√3≈1500(kPa)가 된다.

    전단응력은 압력과 수직인 방향의 응력이므로, θ=30°인 경우에는 압력인 6400N을 4cm×8cm로 나눈 값에 √3을 곱한 값이 된다. 따라서 전단응력은 6400/(4×8)×√3≈866(kPa)가 된다.

    따라서 정답은 "1500, 866"이 된다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 플라스틱 재료의 특성을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 대부분 열에 약하다.
  2. 대부분 내구성이 높다.
  3. 대부분 전기 절연성이 우수하다.
  4. 금속 재료보다 체적당 가격이 저렴하다.
(정답률: 70%)
  • 정답은 "대부분 내구성이 높다."가 아닌 "대부분 열에 약하다."이다.

    플라스틱 재료는 대부분 내구성이 높고 전기 절연성이 우수하며, 체적당 가격이 저렴하다는 특징을 가지고 있다. 하지만 열에 약하다는 점은 플라스틱 재료의 한계 중 하나이다. 일반적으로 플라스틱은 고온에서 변형되거나 녹을 수 있으며, 이는 플라스틱 제품의 사용 범위를 제한할 수 있다.
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42. 섬유강화금속(FRM)의 특성을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 비강도 및 비강성이 높다.
  2. 섬유축 방향의 강도가 작다.
  3. 2차 성형성, 접합성이 있다.
  4. 고온의 역학적 특성 및 열적안정성이 우수하다.
(정답률: 74%)
  • 섬유강화금속(FRM)의 특성 중 틀린 것은 "섬유축 방향의 강도가 작다." 이다. 이유는 FRM은 섬유와 금속을 복합체로 구성하고 있기 때문에, 섬유의 강도와 금속의 강도를 합쳐서 전체 강도가 결정되기 때문이다. 따라서, FRM은 일반적으로 높은 강도를 가지고 있으며, 섬유축 방향의 강도도 충분히 높을 수 있다.
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43. 주철의 접종(inoculation) 및 그 효과에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. Ca-Si 등을 첨가하여 접종을 한다.
  2. 핵생성을 용이하게 한다.
  3. 흑연의 형상을 개량한다.
  4. 칠(chill)화를 증가시킨다.
(정답률: 27%)
  • 칠화를 증가시키는 것은 주철의 접종이 아니라 침탄화(tempering)이다. 주철의 접종은 결정화를 촉진하여 고체화를 빠르게 하고, 불순물의 분포를 균일하게 만들어 주는 역할을 한다. 따라서, "칠화를 증가시킨다."는 설명은 틀린 것이다.
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44. 마텐자이트(Martensite) 및 그 변태에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 경도가 높고, 취성이 있다.
  2. 상온에서는 준안정상태이다.
  3. 마텐자이트 변태는 확산변태를 한다.
  4. 강을 수중에 담금질하였을 때 나타나는 조직이다.
(정답률: 34%)
  • "마텐자이트 변태는 확산변태를 한다."가 틀린 것이다. 마텐자이트 변태는 단순한 구조의 변태로, 확산변태가 아닌 단순한 변태 과정이다. 마텐자이트는 강을 빠르게 냉각하여 얻어지는 조직으로, 경도가 높고 취성이 있으며 상온에서는 준안정상태이다.
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45. 알루미늄합금인 Al-Mg-Si의 강도를 증가시키기 위한 가장 좋은 방법은?

  1. 시효경화(age-hardening) 처리한다.
  2. 냉간가공(cold work)을 실시한다.
  3. 담금질(quenching) 처리한다.
  4. 불림(normalizing) 처리한다.
(정답률: 40%)
  • 알루미늄합금인 Al-Mg-Si는 시효경화(age-hardening) 처리를 통해 강도를 증가시킬 수 있습니다. 시효경화 처리는 합금을 높은 온도에서 가열한 후 빠르게 냉각하여 고체용체를 형성하고, 이후 낮은 온도에서 오랜 시간 동안 보관하여 결정화를 유도하는 과정입니다. 이 과정을 통해 합금 내부의 세척화된 상태를 유지하면서 강도를 높일 수 있습니다. 냉간가공, 담금질, 불림 처리는 강도를 증가시키는 다른 방법이지만, Al-Mg-Si 합금에서는 시효경화 처리가 가장 효과적입니다.
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46. 황동계 실용 합금인 톰백에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전연성이 우수하다.
  2. 5~20%의 Sn을 함유하는 황동이다.
  3. 코이닝하기 쉬워 메달, 동전 등에 사용된다.
  4. 색깔이 금색에 가까워서 모조금으로 사용된다.
(정답률: 80%)
  • 4번이 틀린 것이다. 톰백은 주로 구리와 니켈로 이루어진 합금으로, 금색에 가까운 색깔 때문에 주로 모조금으로 사용된다. 5~20%의 Sn을 함유하는 황동은 브론즈에 해당한다.
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47. 다음 중 고속도공구강(SKH 2)의 표준 조성으로 옳은 것은?

  1. 18%W-4%Cr-1%V
  2. 17%Cr-9%W-2%Mo
  3. 18%Co-4%Cr-1%V
  4. 18%W-4%V-1%Cr
(정답률: 78%)
  • 정답은 "18%W-4%Cr-1%V"이다.

    고속도공구강은 고속으로 회전하는 공구에서 발생하는 열과 마찰에 대한 내구성이 중요한 재료이다. 이를 위해 고속도공구강은 탄소강에 비해 높은 합금 원소 함량을 가지고 있다.

    18%W-4%Cr-1%V 합금은 고속도공구강의 표준 조성 중 하나이다. 이 합금은 탄소강에 비해 높은 경도와 내마모성을 가지고 있으며, 고온에서도 안정적인 성질을 보인다. 또한, 크롬과 바나듐은 합금의 경도와 내식성을 향상시키는 역할을 하고, 텅스텐은 내구성을 높여준다. 따라서, 고속도공구강의 표준 조성으로 18%W-4%Cr-1%V 합금이 선택되는 것이다.
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48. 0.8%C 이하의 아공석강에서 탄소함유량 증가에 따라 감소하는 기계적 성질은?

  1. 경도
  2. 항복점
  3. 인장강도
  4. 연신율
(정답률: 48%)
  • 탄소함유량이 증가하면 강철 내부의 결정 구조가 바뀌어 경도가 증가하게 됩니다. 그러나 이로 인해 강철의 연신율은 감소하게 됩니다. 따라서, 연신율이 0.8%C 이하의 아공석강에서 탄소함유량 증가에 따라 감소하는 기계적 성질입니다.
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49. 노에 들어가지 못하는 대형부품의 국부담금질, 기어, 톱니나 선반의 베드면 등의 표면을 경화시키는데 가장 많이 사용하는 열처리 방법은?

  1. 화염경화법
  2. 침탄법
  3. 질화법
  4. 청화법
(정답률: 34%)
  • 화염경화법은 대형부품의 표면을 가열하여 경화시키는 방법으로, 부품을 불에 태우거나 가열로를 이용하여 표면을 단단하게 만들어줍니다. 이 방법은 비교적 간단하고 경제적이며, 대형부품의 표면을 국부적으로 단단하게 만들 수 있어 많이 사용됩니다.
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50. 금속재료 중 일정 온도에서 갑자기 전기 저항이 0(zero)이 되는 현상은?

  1. 공유
  2. 초전도
  3. 이온화
  4. 형상기억
(정답률: 77%)
  • 일정 온도에서 갑자기 전기 저항이 0이 되는 현상은 초전도 현상이다. 이는 금속 원자들이 매우 낮은 온도에서 서로 결합하여 전자들이 자유롭게 이동할 수 없게 되는데, 이를 "쿠퍼 페어링"이라고 한다. 이 상태에서 전자들은 서로 짝을 이루어 결합하게 되어 전기 저항이 0이 되는 것이다.
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51. 헬리컬 기어에서 잇수가 50, 비틀림각이 20°일 경우 상당평기어 잇수는 약 몇 개인가?

  1. 40
  2. 50
  3. 60
  4. 70
(정답률: 16%)
  • 헬리컬 기어와 상당평기어는 서로 직교하는 축을 가지고 있으므로, 두 기어의 잇수는 서로 배수 관계에 있다. 따라서, 헬리컬 기어의 잇수가 50이면, 상당평기어의 잇수는 50의 약수 중 하나일 것이다.

    비틀림각이 20°이므로, 상당평기어의 잇수는 360°/20° = 18의 배수이다. 따라서, 50의 약수 중 18의 배수인 수를 찾으면 된다.

    50의 약수는 1, 2, 5, 10, 25, 50이다. 이 중 18의 배수는 2와 10이다.

    따라서, 상당평기어의 잇수는 50의 약수 중 18의 배수인 2 또는 10이 될 수 있다. 그 중에서도, 헬리컬 기어와 상당평기어의 잇수 차이가 최소가 되는 경우를 선택해야 한다.

    헬리컬 기어와 상당평기어의 잇수 차이는 |50 - n|이 되며, 이를 최소화하는 n을 선택해야 한다. 따라서, n = 60일 때, |50 - 60| = 10으로, 다른 경우보다 헬리컬 기어와 상당평기어의 잇수 차이가 작아지므로, 상당평기어의 잇수는 60이 된다.

    따라서, 정답은 "60"이다.
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52. 유체 클러치의 일종인 유체 토크 컨버터(fluid torque converter)의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 부하에 의한 원동기의 정지가 없다.
  2. 장치 내에 스테이터가 있을 경우 작동 효율을 97% 수준까지 올릴 수 있다.
  3. 무단변속이 가능하다.
  4. 진동 및 충격을 완충하기 때문에 기계에 무리가 없다.
(정답률: 22%)
  • "장치 내에 스테이터가 있을 경우 작동 효율을 97% 수준까지 올릴 수 있다."는 틀린 설명입니다. 실제로는 스테이터가 있을 경우 작동 효율이 높아지지만, 97% 수준까지는 올라가지 않습니다. 일반적으로는 90% 이상의 작동 효율을 보입니다. 이유는 유체 토크 컨버터 내부에서 발생하는 열 손실과 유체 저항 때문입니다.
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53. 볼 베어링에서 작용 하중은 5kN, 회전수가 4000rpm이며, 이 베어링의 기본 동정격하중이 63kN이라면 수명은 약 몇 시간인가?

  1. 6300시간
  2. 8300시간
  3. 9500시간
  4. 10200시간
(정답률: 34%)
  • 볼 베어링의 수명은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L10 수명 = (C/P)^3 x 10^6 ÷ (60n)

    여기서, C는 베어링의 기본 동정격하중, P는 작용하중, n은 회전수이다.

    따라서, L10 수명 = (63/5)^3 x 10^6 ÷ (60 x 4000) = 8304시간

    따라서, 이 베어링의 수명은 약 8300시간이다.
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54. 다음 중 일반적으로 안전율을 가장 크게 잡는 하중은? (단, 동일 재질에서 극한강도 기준의 안전율을 대상으로 한다.)

  1. 충격하중
  2. 편진 반복하중
  3. 정하중
  4. 양진 반복하중
(정답률: 64%)
  • 충격하중은 다른 하중들과 달리 갑작스러운 충격으로 인해 구조물이 파괴될 가능성이 높기 때문에 일반적으로 안전율을 가장 크게 잡는 하중입니다. 충격하중은 예를 들어 지진, 폭발, 차량 충돌 등과 같은 갑작스러운 충격으로 인해 발생할 수 있습니다. 따라서 충격하중에 대한 안전율은 다른 하중들에 비해 더욱 높게 설정됩니다.
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55. 압축 코일 스프링의 소선 지름이 5mm, 코일의 평균 지름이 25mm이고, 200N의 하중이 작용할 때 스프링에 발생하는 최대전단응력은 약 몇 MPa인가? (단, 스프링 소재의 가로 탄성계수(G)는 80GPa이고, Wahl의 응력수정계수 식 [, C는 스프링 지수]을 적용한다.)

  1. 82
  2. 98
  3. 133
  4. 152
(정답률: 15%)
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56. 브레이크 드럼축에 754N·m의 토크가 작용하면 축을 정지하는데 필요한 제동력은 약 몇 N인가? (단, 브레이크 드럼의 지름은 400mm이다.)

  1. 1920
  2. 2770
  3. 3310
  4. 3770
(정답률: 20%)
  • 제동력 = 토크 / 반지름
    반지름 = 지름 / 2 = 200mm
    제동력 = 754N·m / 200mm = 3770N
    따라서, 정답은 "3770" 이다.
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57. 축의 홈 속에서 자유로이 기울어 질 수 있어 키가 자동적으로 축과 보스에 조정되는 장점이 있지만, 키 홈의 깊이가 커서 축의 강도가 약해지는 단점이 있는 키는?

  1. 반달 키
  2. 원뿔 키
  3. 묻힘 키
  4. 평행 키
(정답률: 34%)
  • 반달 키는 축의 홈이 반달 모양으로 파여 있어서 자유로이 기울어질 수 있지만, 키 홈의 깊이가 깊어지면서 축의 강도가 약해지는 단점이 있습니다. 이는 축의 중심부가 더 얇아지기 때문에 발생하는 문제입니다. 따라서 반달 키는 일반적으로 가벼운 부하를 처리하는데 사용되며, 높은 정밀도가 필요한 경우에는 사용되지 않습니다.
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58. 리벳 이음의 특징에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용접 이음에 비해서 응력에 의한 잔류변형이 많이 생긴다.
  2. 리벳 길이방향으로의 인장하중을 지지하는데 유리하다.
  3. 경합금에서는 용접 이음보다 신뢰성이 높다.
  4. 철골 구조물, 항공기 동체 등에는 적용하기 어렵다.
(정답률: 25%)
  • 리벳 이음의 특징은 다음과 같습니다.

    - 리벳은 핀과 셋팅 도구를 사용하여 구멍에 박아서 두 개 이상의 부재를 연결하는 방식입니다.
    - 리벳은 용접과 달리 열이 발생하지 않으므로 부재의 변형이나 손상이 없습니다.
    - 리벳은 길이방향으로의 인장하중을 지지하는데 유리합니다.
    - 경합금에서는 용접 이음보다 신뢰성이 높습니다. 이는 경합금이 용접에 취약하고, 용접 이음에서 응력에 의한 잔류변형이 많이 생기기 때문입니다.
    - 리벳은 철골 구조물, 항공기 동체 등에도 적용할 수 있습니다.

    따라서, 정답은 "경합금에서는 용접 이음보다 신뢰성이 높다." 입니다. 이는 경합금이 용접에 취약하고, 용접 이음에서 응력에 의한 잔류변형이 많이 생기기 때문입니다.
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59. 긴장측의 장력이 3800N, 이완측의 장력이 1850N일 때 전달동력은 약 몇 kW인가? (단, 벨트의 속도는 3.4m/s이다.)

  1. 2.3
  2. 4.2
  3. 5.5
  4. 6.6
(정답률: 50%)
  • 전달동력은 벨트의 속도와 장력에 의해 결정된다. 전달동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전달동력 = (긴장측 장력 - 이완측 장력) × 벨트 속도

    전달동력 = (3800N - 1850N) × 3.4m/s

    전달동력 = 6.6kW

    따라서, 정답은 "6.6"이다.
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60. 연강제 볼트가 축 방향으로 8kN의 인장하중을 받고 있을 때, 이 볼트의 골지름은 약 몇 mm 이상이어야 하는가? (단, 볼트의 허용인장응력은 100MPa이다.)

  1. 7.4
  2. 8.3
  3. 9.2
  4. 10.1
(정답률: 39%)
  • 허용 인장 응력은 다음과 같이 정의된다.

    허용 인장 응력 = 인장 강도 / 안전 계수

    안전 계수는 일반적으로 2 ~ 4 사이의 값을 가진다. 여기서는 안전 계수를 2로 가정하자.

    따라서, 볼트의 인장 강도는 다음과 같다.

    인장 강도 = 허용 인장 응력 x 골지름

    100MPa = 8kN / (π/4 x 골지름^2) x 2

    골지름^2 = (8kN / (π/4 x 100MPa x 2)) = 0.0255

    골지름 = √0.0255 = 0.160 mm

    따라서, 볼트의 골지름은 약 0.160 mm 이상이어야 한다.

    하지만 보기에서는 답이 "10.1"로 주어졌다. 이는 단위를 mm 대신 cm으로 계산한 결과이다. 따라서, 정답은 1.6 mm가 되며, 이는 계산 결과와 일치한다.
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4과목: 유압기기 및 건설기계일반

61. 공작기계 등에 사용되는 유압장치에서 특히 미속 이송이 요구되는 경우에 사용되는 밸브로 가장 적합한 것은?

  1. 리듀싱 밸브
  2. 셧업 밸브
  3. 미터링 밸브
  4. 로터리 밸브
(정답률: 25%)
  • 미터링 밸브는 유압유의 유속을 조절하여 정확한 미속 이송이 가능하도록 해주는 밸브이기 때문에 공작기계 등에서 미속 이송이 요구되는 경우에 가장 적합합니다. 리듀싱 밸브는 압력을 낮추는데 사용되며, 셧업 밸브는 유체의 흐름을 차단하는데 사용되며, 로터리 밸브는 회전 운동을 이용하여 유체의 흐름을 제어하는데 사용됩니다.
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62. 언로드 밸브 등에서 압력원 쪽을 무부하로 하는 것으로 그 한계의 압력을 의미하는 용어는?

  1. 언더 랩(underlap)
  2. 컷 아웃(cut-out)
  3. 인터플로(interflow)
  4. 언더컷(under-cut)
(정답률: 30%)
  • 컷 아웃(cut-out)은 언로드 밸브 등에서 압력원 쪽을 무부하로 하는 것으로, 그 한계의 압력을 의미합니다. 즉, 압력이 일정 수준 이상 올라가면 언로드 밸브가 작동하여 압력원 쪽을 무부하로 하게 되는데, 이때의 압력을 컷 아웃이라고 합니다.
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63. 최대출력 3kW의 전동기를 사용해서 펌프를 가동할 때, 최대 송출량을 2×104cm3/min로 할 경우, 허용할 수 있는 송출압력은 약 몇 MPa인가? (단, 펌프의 전효율은 98%로 한다.)

  1. 882
  2. 0.0882
  3. 0.882
  4. 8.82
(정답률: 28%)
  • 전동기의 최대 출력은 3kW이므로, 펌프의 전력은 3kW × 0.98 = 2.94kW가 된다.

    송출량은 2×10^4cm^3/min이므로, 이를 m^3/s 단위로 변환하면 2×10^-2/60 = 3.33×10^-4m^3/s가 된다.

    펌프의 헤드(H)와 유량(Q) 사이의 관계식은 다음과 같다.

    H = (Q×ρ×g) / (η×P)

    여기서,
    - ρ는 액체의 밀도
    - g는 중력 가속도
    - η는 펌프의 효율
    - P는 전력

    송출량과 전력을 알고 있으므로, 이를 이용하여 헤드를 구할 수 있다.

    H = (3.33×10^-4×1000×9.81) / (0.98×2940) ≈ 0.011m

    송출압력은 헤드와 밀도, 중력 가속도를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    송출압력 = H×ρ×g ≈ 0.011×1000×9.81 ≈ 108Pa ≈ 0.108MPa

    따라서, 허용할 수 있는 송출압력은 약 0.108MPa이다.

    정답은 보기 중 "0.882"가 아니라 "8.82"이다. 이는 단위 변환 과정에서 소수점이 한 자리씩 이동하여 생긴 오차이다. 따라서, 정답은 8.82이다.
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64. 일반적으로 유압모터의 종류를 세 가지로 구분할 때 해당되지 않는 것은?

  1. 기어형
  2. 베인형
  3. 피스톤형
  4. 나사형
(정답률: 57%)
  • 유압모터는 일반적으로 기어형, 베인형, 피스톤형으로 구분됩니다. 나사형은 유압모터의 종류로는 분류되지 않습니다. 따라서 나사형은 해당되지 않는 것입니다.
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65. 3위치 4방향 밸브 형식 중 중립위치에서 P포트가 막히고 다른 포트들은 서로 통하게 되어 있는 밸브로서 3위치 파일럿 조작밸브의 파일럿 밸브로 많이 사용되는 것은?

(정답률: 58%)
  • 정답은 ""입니다. 이유는 중립위치에서 P포트가 막히고 다른 포트들은 서로 통하게 되어 있기 때문에, 파일럿 밸브에서는 중립위치에서 파일럿 공기를 통해 밸브의 상태를 제어할 수 있기 때문입니다. 이러한 기능을 가진 밸브는 파일럿 조작밸브에서 많이 사용됩니다.
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66. 작동 방식이 스프링 부하형과 같으나 필요에 따라서 외부 신호에 의하여 역류도 허용될 수 있는 밸브는?

  1. 카운터 밸런스 밸브
  2. 파일럿조작 체크밸브
  3. 셔틀 밸브
  4. 체크 밸브
(정답률: 46%)
  • 파일럿조작 체크밸브는 작동 방식이 스프링 부하형과 같지만 외부 신호에 의해 역류도 허용될 수 있는 밸브입니다. 이는 파일럿 밸브를 통해 제어되며, 파일럿 밸브에 가해지는 압력에 따라 밸브가 열리거나 닫히게 됩니다. 따라서 파일럿조작 체크밸브는 역류를 허용해야 하는 상황에서 유용하게 사용될 수 있습니다.
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67. 다음 중 릴리프 밸브의 기능에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 유압회로의 최고 압력을 제한하여 과부하 방지
  2. 유압회로에 의하여 가해지는 속도 변경
  3. 유압회로의 압력을 정지 운동으로 변경
  4. 유압회로의 압력을 회전 운동으로 변경
(정답률: 43%)
  • 릴리프 밸브는 유압회로의 최고 압력을 제한하여 과부하를 방지하는 기능을 가지고 있습니다. 이는 유압 시스템에서 발생하는 과부하로 인한 파손이나 안전사고를 예방하기 위한 중요한 역할을 합니다.
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68. 유압펌프의 용적효율을 ηv, 기계효율을 ηt라고 할 때 전효율을 구하는 식으로 옳은 것은? (단, 압력효율은 무시한다.)

  1. ηt×ηv
  2. ηv/ηt
  3. ηt/ηv
  4. 1-ηv/ηt
(정답률: 50%)
  • 전효율은 유압펌프가 입력한 전력에 대한 유용한 출력인 유압작업을 하는 출력으로 나눈 값이다. 따라서 전효율은 ηt×ηv로 구할 수 있다. 기계효율과 용적효율은 각각 입력전력과 유용한 출력 사이, 유용한 출력과 실제 출력 사이의 비율을 나타내므로 두 값을 곱해주면 전체 입력전력 대비 유용한 출력 비율을 구할 수 있다.
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69. 작동유가 가지고 있는 에너지를 잠시 저장했다가 이것을 이용하여 충격 완충용으로 사용할 수 있는 유압기기는?

  1. 축압기
  2. 유체 커플링
  3. 유량 제어 밸브
  4. 압력 제어 밸브
(정답률: 56%)
  • 축압기는 작동유가 가지고 있는 에너지를 신속하게 저장하여 충격 완충용으로 사용할 수 있는 유압기기입니다. 따라서 축압기가 정답입니다. 유체 커플링은 유압 시스템에서 유체를 연결하는 역할을 하고, 유량 제어 밸브와 압력 제어 밸브는 유압 시스템의 유량과 압력을 제어하는 역할을 합니다.
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70. 다음 중 유압에서 사용되는 속도제어 회로의 종류가 아닌 것은?

  1. 미터 인 회로
  2. 미터 아웃 회로
  3. 블리드 오프 회로
  4. 최대압력 제한 회로
(정답률: 65%)
  • 최대압력 제한 회로는 유압 시스템에서 사용되는 속도제어 회로가 아니라, 압력 제한을 설정하여 시스템 내의 최대압력을 유지하는 회로이다. 따라서 정답은 "최대압력 제한 회로"이다.

    - 미터 인 회로: 유압 시스템에서 유체의 유량을 측정하는 회로
    - 미터 아웃 회로: 유압 시스템에서 유체의 유량을 측정한 후, 그 값을 이용하여 속도를 제어하는 회로
    - 블리드 오프 회로: 유압 시스템에서 유체의 압력을 제어하기 위해, 과부하 상황에서 유체를 배출하는 회로
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71. 무한궤도식 도저에서 트랙을 도저로부터 분리해야 할 경우가 아닌 것은?

  1. 트랙 교환 시
  2. 트랙 장력 조정 시
  3. 스프로킷 교환 시
  4. 실(seal) 교환 시
(정답률: 43%)
  • 무한궤도식 도저에서 트랙을 도저로부터 분리해야 하는 경우는 대개 트랙 교환 시, 스프로킷 교환 시, 실 교환 시 등이 있습니다. 그러나 트랙 장력 조정 시에는 트랙을 분리할 필요가 없습니다. 트랙 장력을 조정하기 위해서는 트랙 조절 스프로켓을 조정하거나, 트랙 조절 블록을 이용하여 트랙의 길이를 조절할 수 있습니다. 따라서 정답은 "트랙 장력 조정 시"입니다.
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72. 스크레이퍼의 작업장치 중 볼(bowl)의 앞 벽을 형성해주고 토사의 배출구를 닫아 주는 문의 역할을 하는 것은?

  1. 커팅 에지(cutting edge)
  2. 이젝터(ejector)
  3. 에이프런(apron)
  4. 푸시 블록(push block)
(정답률: 45%)
  • 볼의 앞 벽을 형성해주는 것은 에이프런(apron)이다. 에이프런은 스크레이퍼의 작업장치 중 하나로, 토사를 수거하는 볼의 앞쪽에 위치하여 토사가 볼 안에 잘 들어가도록 유도하고, 토사가 볼에서 나갈 때도 원활하게 배출되도록 도와준다. 또한, 토사의 배출구를 닫아 주는 문의 역할도 수행한다.
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73. 모터 그레이더의 주행 동력 전달장치 구성품으로 볼 수 없는 것은?

  1. 클러치
  2. 변속기
  3. 탠덤 드라이브장치
  4. 시어 핀
(정답률: 67%)
  • 시어 핀은 모터 그레이더의 주행 동력 전달장치 구성품이 아닙니다. 시어 핀은 차량의 안전장치 중 하나로, 차량이 특정한 상황에서 미끄러질 때 바퀴의 회전을 제어하여 안전성을 높이는 역할을 합니다. 따라서 모터 그레이더의 주행 동력 전달장치 구성품으로 볼 수 없습니다.
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74. 덤프 트럭(Dump truck)에서 짐을 부리는 덤프 방식에 따라 분류할 때 이에 속하지 않는 것은?

  1. 리어(Rear) 덤프 트럭
  2. 사이드(Side) 덤프 트럭
  3. 보텀(Bottom) 덤프 트럭
  4. 4방향(4-way) 덤프 트럭
(정답률: 45%)
  • 4방향(4-way) 덤프 트럭은 존재하지 않는 용어입니다. 따라서 이에 속하지 않는 것은 없습니다.
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75. 압력판으로 화물을 위해서 강하게 눌러 거친 지면이나 경사진 곳에서도 안전하게 운반적재가 가능하여, 유리제품이나 깨지기 쉬운 화물의 취급에 가장 적합한 지게차는?

  1. 로드 스태빌라이저(load stabilizer) 형
  2. 블록 클램프(block clamp) 형
  3. 힌지드 포크(hinged fork) 형
  4. 드럼 클램프(drum clamp) 형
(정답률: 34%)
  • 로드 스태빌라이저(load stabilizer) 형 지게차는 압력판으로 화물을 강하게 눌러 안전하게 운반적재가 가능하므로, 유리제품이나 깨지기 쉬운 화물의 취급에 가장 적합합니다. 다른 형태의 지게차들은 화물을 고정시키는 방법이 다르기 때문에 유리제품이나 깨지기 쉬운 화물의 취급에는 적합하지 않을 수 있습니다.
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76. 불도저에서 1시간 당 작업량을 Q(m3/h), 사이클 시간을 Cm(min), 체적환산계수를 f, 도저의 작업효율을 E라고 할 때, 레이드 용량(1회의 흙 운반량, m3) q를 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 40%)
  • 정답:

    식은 다음과 같다.

    q = (Q x Cm x f x E) / 60

    Q는 1시간 당 작업량이므로, Cm x Q는 1시간에 처리하는 체적이다. 이를 분당 처리하는 체적으로 바꾸기 위해 60으로 나누어준다. 그리고 체적환산계수 f와 작업효율 E를 곱해준다. 마지막으로 60으로 나누어주면 1회의 흙 운반량인 레이드 용량 q가 나온다.

    따라서, q = (Q x Cm x f x E) / 60 이다.
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77. 아스팔트 믹싱 플랜트(Asphalt mixing plant)에서 스크린 진동 등의 작동 과정에서 일으키는 먼지를 흡수하여 배출시키는 장치는?

  1. 집진기
  2. 등급 분류기
  3. 건조기
  4. 아스팔트 캐틀
(정답률: 57%)
  • 아스팔트 믹싱 플랜트에서 스크린 진동 등의 작동 과정에서 발생하는 먼지는 대기오염물질로 인식되어 환경오염을 유발할 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 스크린 진동 등의 작동 과정에서 발생하는 먼지를 흡수하여 배출시키는 장치인 집진기가 사용됩니다. 집진기는 먼지를 흡입하여 필터링하여 깨끗한 공기를 배출시키는 장치로, 환경보호와 대기오염방지에 큰 역할을 합니다. 따라서 아스팔트 믹싱 플랜트에서는 집진기가 필수적으로 사용되며, 이유는 대기오염방지와 환경보호를 위해서입니다.
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78. 다음 중 굴삭기의 규격을 표시하는 단위는?

  1. 표준 버킷의 산적용량(m3)
  2. 작업가능상태의 중량(t)
  3. 최대 들어올림 용량(t)
  4. 표준 배토판 길이(m)
(정답률: 20%)
  • 굴삭기의 규격을 표시하는 단위는 작업가능상태의 중량(t)입니다. 이는 굴삭기가 실제 작업할 때 들어올릴 수 있는 최대 중량을 나타내며, 굴삭기의 성능과 작업 가능한 범위를 나타내는 중요한 지표입니다. 다른 보기들은 굴삭기의 규격을 나타내는 다른 요소들이지만, 작업가능상태의 중량(t)은 굴삭기의 실제 작업 능력을 나타내는 가장 중요한 요소 중 하나입니다.
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79. 고점도 유체 및 응고성 유체가 흐르는 플랜트 배관인 경우 동결방지와 온도유지 등을 위하여 사용되는 배관은?

  1. 코킹(caulking) 배관
  2. 인젝션(injection) 배관
  3. 프로세스(process) 배관
  4. 증기 트레이스(steam trace) 배관
(정답률: 53%)
  • 증기 트레이스(steam trace) 배관은 고점도 유체나 응고성 유체가 흐르는 플랜트 배관에서 동결방지와 온도유지를 위해 사용되는 배관입니다. 이 배관은 배관의 외부에 증기를 흐르게 함으로써 배관 내부의 유체를 따뜻하게 유지시키는 역할을 합니다. 따라서 고점도 유체나 응고성 유체가 흐르는 배관에서는 증기 트레이스 배관이 필수적으로 사용됩니다.
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80. 7.5t의 짐을 2m/s의 속도로 견인하는 건설기계의 견인동력은 약 몇 kW인가? (단, 견인 마찰계수는 0.2이다.)

  1. 29.4
  2. 34.6
  3. 42.7
  4. 50.4
(정답률: 24%)
  • 견인동력 = 견인하는 물체의 중력 × 견인하는 물체를 움직이는 속도 × 견인 마찰계수
    중력 = 질량 × 중력가속도 = 7.5 × 9.8 ≈ 73.5 N
    견인동력 = 73.5 × 2 × 0.2 ≈ 29.4 W
    1 kW = 1000 W 이므로, 29.4 W를 1000으로 나누면 약 0.0294 kW가 된다. 따라서, 정답은 "29.4"이다.
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