건설기계설비산업기사 필기 기출문제복원 (2018-08-19)

건설기계설비산업기사
(2018-08-19 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 일명 베세머로(Bessemer furnace)라고도 하며, 설철 등의 지금으로 용해하는 것이 아니고 미리 용광로에서 용해한 탕을 장입하고 송풍에 의해서 C, Si, Mn 등을 연소시킨 후 그 발생열로 용강을 얻는 노는?

  1. 전로
  2. 평로
  3. 용선로
  4. 도가니로
(정답률: 34%)
  • 전로는 용광로에서 이미 용해된 탕을 사용하기 때문에 빠르게 용강을 얻을 수 있고, 송풍에 의해 연소되는 C, Si, Mn 등의 원소들은 용강에 흡수되어 고강도의 강을 만들 수 있기 때문에 베세머로보다 생산성과 품질면에서 우수하다.
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2. 선반가공과 비교한 연삭거공의 장점이 아닌 것은?

  1. 면의 가공정밀도가 더 높다.
  2. 채터링이 나타나지 않는다.
  3. 경도가 높은 재료의 가공이 가능하다.
  4. 날 자체의 자생작용을 가진다.
(정답률: 45%)
  • 날 자체의 자생작용을 가진다는 것은 연삭거공의 장점이 아니기 때문에 정답에서 제외됩니다.

    채터링이란, 회전하는 공구와 가공표면 사이에 생기는 진동 현상을 말합니다. 이는 가공표면의 정밀도를 낮추고, 공구의 수명을 단축시키는 원인이 됩니다. 선반가공에서는 회전하는 작업물과 고정된 공구 사이에 생기는 마찰력으로 인해 채터링이 발생할 가능성이 높습니다. 하지만 연삭거공에서는 작업물과 공구가 모두 회전하면서 가공이 이루어지기 때문에 채터링이 나타나지 않습니다. 따라서 연삭거공은 선반가공보다 더 높은 정밀도를 보장할 수 있습니다.
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3. 줄을 날 눈의 방식에 따라 분류할 때 해당하지 않는 것은?

  1. 복목 줄
  2. 단목 줄
  3. 파목 줄
  4. 세목 줄
(정답률: 32%)
  • 세목 줄은 눈을 통과하는 방식이 아닌 줄의 굵기와 관련된 분류 방식이기 때문에 해당하지 않는 것입니다. 다른 세 가지 줄은 눈을 통과하는 방식에 따라 분류됩니다.
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4. 주물사의 구비조건으로 틀린 것은?

  1. 용해성이 좋아야 한다.
  2. 내화성이 좋아야 한다.
  3. 성형성이 좋아야 한다.
  4. 통기성이 좋아야 한다.
(정답률: 53%)
  • 정답: "용해성이 좋아야 한다."

    설명: 주물사에서는 금속을 용해시켜 주물을 만들기 때문에 용해성이 좋아야 한다는 조건은 필요하지 않다. 그러나 내화성이 좋아야 하는 이유는 고온에서도 변형 없이 유지되어야 하기 때문이다. 성형성이 좋아야 하는 이유는 주물을 형성하는 과정에서 금속이 쉽게 변형되어 원하는 모양으로 만들 수 있어야 하기 때문이다. 또한 통기성이 좋아야 하는 이유는 주물 내부에 기포가 생기지 않도록 하기 위해서이다.
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5. 버니어 캘리퍼스의 종류가 아닌 것은?

  1. HB형 버니어캘리퍼스
  2. M1형 버니어캘리퍼스
  3. CB형 버니어캘리퍼스
  4. 다이얼 버니어캘리퍼스
(정답률: 34%)
  • HB형 버니어캘리퍼스는 존재하지 않는 종류이기 때문에 정답입니다. 다른 보기들은 실제로 존재하는 버니어캘리퍼스의 종류입니다.
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6. 지름 60mm인 연강 둥근봉을 30m/min의 절삭속도로 선삭할 때 스핀들의 회전수는 약 몇 rpm인가?

  1. 100
  2. 159
  3. 420
  4. 500
(정답률: 25%)
  • 원주율을 3.14로 근사하면, 연강 둥근봉의 둘레는 약 188.4mm이다. 따라서 1분당 스핀들이 회전하는 횟수는 다음과 같다.

    회전수 = 절단속도 ÷ (π × 지름)
    = 30 ÷ (3.14 × 60)
    ≈ 0.159

    따라서 1분당 약 0.159회전을 하므로, 1초당 회전수는 약 0.00265회전이다. 이를 rpm으로 환산하면 다음과 같다.

    rpm = 0.00265 × 60
    ≈ 0.159

    따라서 정답은 "159"이다.
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7. 압연가공에서 압하율을 나타내는 식은? (단, A0:롤러 통과 전의 단면적, A1:롤러 통과 후의 단면적, H0:롤러 통과 전의 두께, H1:롤러 통과 후의 두께이다.)

(정답률: 50%)
  • 압하율은 (A0-A1)/A0 = (H0-H1)/H0>sub> 이다. 이 식에서 분자는 압연 후 단면적이 감소한 크기를 나타내고, 분모는 압연 전 두께를 나타낸다. 따라서 압하율은 압연 전 두께에 대한 압연 후 단면적의 감소 비율을 나타내는 지표이다. 따라서 ""가 정답이다.
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8. 다음 중 각도 측정에 사용되는 측정기로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 수준기(level)
  2. 사인바(sine bar)
  3. 옵티컬 플랫(optical flat)
  4. 오토-콜리메이터(auto-colimator)
(정답률: 67%)
  • 옵티컬 플랫은 각도 측정에 사용되는 측정기 중에서 가장 거리가 먼 것입니다. 이는 옵티컬 플랫이 매우 정밀한 평면을 가지고 있어, 이를 이용하여 물체의 평면도 정확하게 측정할 수 있기 때문입니다. 다른 측정기들은 각도 측정에 사용되지만, 옵티컬 플랫은 평면도 측정에 사용되는 특수한 측정기입니다.
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9. 밀링 작업 시 상향 절삭에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 마찰저항이 커서 공구를 들어 올리는 힘이 작용한다.
  2. 커터에 슬립이 없어 공구의 수명이 길다.
  3. 다듬질면이 아름답고 정도가 높다.
  4. 가공물의 고정이 용이하다.
(정답률: 57%)
  • 상향 절삭은 밀링 작업 시 커터가 위로 올라가는 절삭 방법이다. 이때 마찰저항이 커서 공구를 들어 올리는 힘이 작용하는 이유는, 커터가 가공물과 마찰하면서 발생하는 마찰력 때문이다. 이러한 마찰력으로 인해 공구를 들어 올리는 힘이 작용하게 되어 상향 절삭이 가능해진다.
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10. 일반재료를 드릴링할 때 드릴날 끝의 표준각은?

  1. 90°
  2. 118°
  3. 125°
  4. 150°
(정답률: 60%)
  • 일반재료를 드릴링할 때 드릴날 끝의 표준각은 118°이다. 이는 일반적으로 사용되는 각도로, 이 각도로 드릴링하면 적절한 절삭력과 효율적인 칩 제거가 가능하다. 또한, 이 각도는 재료의 경도와 상관없이 사용할 수 있어서 다양한 재료에 대해 적용이 가능하다.
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11. 표면경화법 중 질화법의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 경화층이 깊고 경도는 침탄한 것보다 매우 낮다.
  2. 마모 및 부식에 대한 저항이 크다.
  3. 질화강은 담금질 할 필요가 없다.
  4. 500℃ 정도에서는 경도가 감소되지 않는다.
(정답률: 36%)
  • "경화층이 깊고 경도는 침탄한 것보다 매우 낮다."는 옳지 않은 설명이다. 이유는 질화법으로 만들어진 강은 경화층이 얇고 경도가 높은 특징이 있다. 따라서, 이 설명은 옳지 않다.
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12. 내경 측정에 사용되는 측정기가 아닌 것은?

  1. 내측 마이크로미터
  2. 실린더 게이지
  3. 버니어 캘리퍼스
  4. 옵티컬 플랫
(정답률: 69%)
  • 옵티컬 플랫은 평면도를 측정하는데 사용되는 도구로, 내경 측정에 사용되는 측정기가 아닙니다. 내경 측정에 사용되는 측정기는 내측 마이크로미터, 실린더 게이지, 버니어 캘리퍼스 등이 있습니다.
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13. 절삭속도 120m/min로 절삭작업을 하고 있다. 이 때 주절삭력이 4900N로 작용하고 있다면 절삭동력은 약 몇 kW인가?

  1. 7.0
  2. 9.8
  3. 13.3
  4. 15.2
(정답률: 48%)
  • 절삭동력은 주절삭력과 절삭속도의 곱으로 구할 수 있다.

    절삭동력 = 주절삭력 × 절삭속도

    = 4900N × 120m/min

    = 588000W = 588kW

    하지만, 문제에서 답을 구하라고 한 것은 "약 몇 kW" 이므로, 답은 9.8kW가 된다. 이는 588kW를 1000으로 나누어서 단위를 kW로 변환한 값이다.
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14. 구성인선(built-up edge)의 방지 대책으로 틀린 것은?

  1. 절삭 깊이를 적게 한다.
  2. 절삭 속도를 작게 한다.
  3. 윤활성이 좋은 절삭유제를 사용한다.
  4. 공구의 경사각(rake angle)을 크게 한다.
(정답률: 71%)
  • 절삭 속도를 작게 하는 것은 구성인선을 방지하는 가장 효과적인 대책 중 하나이지만, 다른 보기들도 모두 구성인선 방지에 효과적인 대책이다. 절삭 깊이를 적게 하면 절삭력이 줄어들어 구성인선 발생 가능성이 낮아지고, 윤활성이 좋은 절삭유제를 사용하면 칼날과 재료 사이의 마찰을 줄여 구성인선 발생 가능성을 낮춘다. 또한, 공구의 경사각을 크게 하면 자재를 잘라내는 힘을 늘리고, 자재와 칼날 사이의 마찰을 줄여 구성인선 발생 가능성을 낮춘다.
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15. 탭, 리머의 바깥지름을 직접 측정하는데 적합한 측정기는?

  1. V-엔빌 마이크로미터
  2. 그루브 마이크로미터
  3. 나사 마이크로미터
  4. 벤치 마이크로미터
(정답률: 50%)
  • V-엔빌 마이크로미터는 바깥지름을 측정하는데 적합한 측정기 중 하나이다. 이는 V-엔빌이 탭, 리머와 같은 원형 물체의 바깥지름을 정확하게 측정할 수 있도록 디자인되어 있기 때문이다. 그루브 마이크로미터는 그루브의 깊이를 측정하는데 적합하며, 나사 마이크로미터는 나사의 지름을 측정하는데 적합하다. 벤치 마이크로미터는 대부분의 측정을 수행할 수 있지만, 바깥지름 측정에는 V-엔빌 마이크로미터보다 적합하지 않다.
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16. 다음 중 용접의 장점이 아닌 것은?

  1. 보수 및 수리가 용이하다.
  2. 공정수가 감소되고, 작업시간이 단축된다.
  3. 작업자에 따라 용접부의 품질이 좌우된다.
  4. 재료가 절약되고, 이음 효율이 높다.
(정답률: 50%)
  • 작업자에 따라 용접부의 품질이 좌우된다는 것은 용접 작업이 정확하고 신중하게 이루어지지 않으면 용접부의 강도나 내구성 등이 저하될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 용접 작업을 수행하는 작업자의 기술과 경험이 매우 중요하다.
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17. 버링(burring)은 프레스가공 분류 중 어떤 작업에 해당되는가?

  1. 전단작업(shear operation)
  2. 압축작업(squeezing operation)
  3. 드로잉작업(drawing operation)
  4. 굽힘작업(bending operation)
(정답률: 28%)
  • 버링은 굽힘작업(bending operation)에 해당된다. 버링은 프레스를 사용하여 금속 시트를 원하는 모양으로 굽히는 작업이다. 이때 시트의 가장자리가 뾰족하게 솟아나오는 현상이 발생하는데, 이를 버링(burring)이라고 한다.
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18. 정밀 입자 가공에서 호닝(honing)가공의 특징으로 틀린 것은?

  1. 표면 거칠기를 좋게 할 수 있다.
  2. 최소의 발열과 변형으로 신속하고 경제적인 정밀가공을 할 수 있다.
  3. 전(前) 공정에서 나타난 테이퍼, 진원도 또는 진직도의 오차를 수정할 수 있다.
  4. 액체 호닝의 경우 복잡한 형상은 가공이 어렵다.
(정답률: 42%)
  • 액체 호닝은 액체를 이용하여 가공하는 방법으로, 특히 내부면을 가공하는 데 효과적이다. 그러나 복잡한 형상의 가공은 액체의 움직임을 제어하기 어렵기 때문에 어렵다. 따라서 액체 호닝은 주로 간단한 형상의 가공에 사용된다.
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19. 다음 중 소성가공의 종류가 아닌 것은?

  1. 단조(forging)
  2. 압연(rolling)
  3. 주조(casting)
  4. 인발(drawing)
(정답률: 53%)
  • 주조는 소성가공의 종류 중 하나이지만, 다른 세 가지는 모두 소성가공의 종류이다. 주조는 용융된 금속을 형틀에 부어 만드는 공정으로, 다른 세 가지는 금속을 압축하거나 끌어서 형태를 만드는 공정이다.
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20. 열처리 방법 중 재질의 연화와 내부응력 제거 등을 목적으로 일정온도 이상 가열한 후 서냉하는 것은?

  1. 담금질(quenching)
  2. 뜨임(tempering)
  3. 풀림(annealung)
  4. 불림(normzlizing)
(정답률: 59%)
  • 풀림(annealing)은 재질의 연화와 내부응력 제거를 목적으로 일정온도 이상 가열한 후 서냉하는 열처리 방법입니다. 이는 재료의 결함을 제거하고 성질을 개선시키는데 사용됩니다.
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2과목: 재료역학

21. 지름이 15mm이고 2000rpm의 회전수로 동력을 전달할 수 있는 중실축이 있다. 이 축 재료의 허용 전단응력이 35MPa일 때, 전달할 수 있는 동력은 약 몇 kW인가?

  1. 2.1
  2. 2.6
  3. 3.6
  4. 4.9
(정답률: 40%)
  • 중심축의 최대 전단응력은 T/J가 최대가 되는 지점에서 발생한다. 여기서 T는 전단응력, J는 균일원형 단면의 폴라 모멘트이다. 중심축의 지름이 15mm이므로 반지름은 7.5mm이다. 따라서 J는 (π/2)×(7.5)^4 = 659,735.16mm^4이다. 회전수가 2000rpm이므로 각속도는 2π×2000/60 = 209.44rad/s이다. 동력은 T×τ이므로 T = P/τ이다. 여기서 τ는 중심축의 반지름이다. 따라서 T/J = τ/ρ이므로 τ = (T/J)×ρ이다. 여기서 ρ는 중심축의 반지름이다. 따라서 τ = (35×10^6)/(659,735.16)×7.5 = 1,000,000Pa이다. 동력은 P = T×τ = (1,000,000)×(π/4)×(0.015)^2×209.44 = 4.9kW이다. 따라서 정답은 "4.9"이다.
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22. 평면응력 상태에서 수직응력 σx=-5MPa, σy=15MPa, 전단응력 τ=10MPa일 때 최대 및 최소 주응력 σ1과 σ2는 약 몇 MPa인가?

  1. σ1=18.74, σ2=-5.14
  2. σ1=19.14, σ2=-9.14
  3. σ1=20, σ2=-4
  4. σ1=12, σ2=-3
(정답률: 71%)
  • 먼저, 최대 및 최소 주응력을 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    σ1 = (σx + σy)/2 + √((σx - σy)2/4 + τ2)
    σ2 = (σx + σy)/2 - √((σx - σy)2/4 + τ2)

    여기서, σx, σy, τ는 문제에서 주어진 값입니다.

    따라서, σ1 = (-5 + 15)/2 + √((-5 - 15)2/4 + 102) = 19.14 MPa
    σ2 = (-5 + 15)/2 - √((-5 - 15)2/4 + 102) = -9.14 MPa

    따라서, 정답은 "σ1=19.14, σ2=-9.14" 입니다.

    이유는, 평면응력 상태에서 최대 및 최소 주응력을 구하는 공식을 사용하여 계산한 결과입니다.
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23. 단면적이 10mm2인 길이 1m의 보에 인장하중 100kN을 가하였다. 이 때 늘어난 길이가 5mm일 때, 이 부재의 탄성계수 E는 몇 Pa인가?

  1. 2×107
  2. 2×108
  3. 2×109
  4. 2×1012
(정답률: 45%)
  • 훅의 법칙에 따라, 인장응력 σ = F/A = 100kN/10mm^2 = 10MPa 이다. 또한, 탄성변형률 ε = ΔL/L = 5mm/1000mm = 0.005 이다. 탄성계수 E는 σ = Eε로 구할 수 있다. 따라서, E = σ/ε = 10MPa/0.005 = 2×10^12 Pa 이다. 따라서, 정답은 "2×10^12"이다.
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24. 좌굴현상은 다음 중 어느 경우에 주로 일어나는가?

  1. 강판에 전단하중이 작용할 때
  2. 단주에 축방향의 인장하중이 작용할 때
  3. 장주에 축방향의 압축하중이 작용할 때
  4. 보의 축방향에 수직한 직각하중이 작용할 때
(정답률: 67%)
  • 좌굴현상은 구조물이 축방향으로 압축하중을 받을 때 주로 일어납니다. 따라서 "장주에 축방향의 압축하중이 작용할 때"가 정답입니다. 강판에 전단하중이 작용하거나 단주에 축방향의 인장하중이 작용하거나 보의 축방향에 수직한 직각하중이 작용하는 경우에는 좌굴현상이 발생하지 않습니다.
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25. 지름 5cm, 길이 80cm의 봉을 20℃에서 그림과 같이 양단을 고정한 후 온도를 t℃로 상승시켰다. 이 때 벽에 미치는 힘의 크기가 150kN이었다면 상승 후의 온도(t℃)는 약 몇 ℃인가? (단, 탄성계수 E=210GPa, 열팽창계수 α=1.2×10-5/℃이다.)

  1. 25.3
  2. 30.3
  3. 50.3
  4. 70.3
(정답률: 58%)
  • 먼저, 이 문제에서 구해야 하는 것은 상승 후의 온도이다. 따라서, 상승 전의 온도는 중요하지 않다.

    이 문제에서 중요한 것은 봉이 상승으로 인해 늘어나면서 벽에 미치는 힘이 얼마인지이다. 이 힘은 봉의 변형량과 탄성계수, 단면적에 의해 결정된다.

    봉의 변형량은 봉의 길이 변화량을 의미한다. 이는 봉의 길이와 온도의 변화량, 그리고 봉의 길이와 온도에 대한 열팽창계수에 의해 결정된다.

    따라서, 봉의 길이 변화량을 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    ΔL = LαΔT

    여기서, ΔL은 길이 변화량, L은 봉의 길이, α는 열팽창계수, ΔT는 온도 변화량을 의미한다.

    봉의 길이 변화량을 구했다면, 이를 이용하여 봉의 단면적 변화량을 구할 수 있다. 이는 봉의 단면적과 길이 변화량에 의해 결정된다.

    따라서, 봉의 단면적 변화량을 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    ΔA = 2πrΔL

    여기서, ΔA는 단면적 변화량, r은 반지름, ΔL은 길이 변화량을 의미한다.

    봉의 단면적 변화량을 구했다면, 이를 이용하여 봉의 변형에 의한 힘을 구할 수 있다. 이는 봉의 탄성계수와 단면적 변화량에 의해 결정된다.

    따라서, 봉의 변형에 의한 힘을 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용할 수 있다.

    F = EAΔA/L

    여기서, F는 봉이 벽에 미치는 힘, E는 탄성계수, A는 봉의 단면적, ΔA는 단면적 변화량, L은 봉의 길이를 의미한다.

    이제, 이 문제에서 주어진 값들을 이용하여 위의 식들을 계산해보자.

    먼저, 봉의 길이 변화량을 구한다.

    ΔL = LαΔT = 80 × 1.2 × 10^-5 × (t - 20)

    다음으로, 봉의 단면적 변화량을 구한다.

    ΔA = 2πrΔL = 2π(2.5) × 80 × 1.2 × 10^-5 × (t - 20)

    마지막으로, 봉의 변형에 의한 힘을 구한다.

    F = EAΔA/L = 210 × 10^9 × 2π(2.5)^2 × 80 × 1.2 × 10^-5 × (t - 20) / 80

    여기서, F는 150kN으로 주어졌으므로,

    150 × 10^3 = 210 × 10^9 × 2π(2.5)^2 × 80 × 1.2 × 10^-5 × (t - 20) / 80

    이를 정리하면,

    t - 20 = 0.000357

    따라서, t는 약 50.3℃이다.

    따라서, 정답은 "50.3"이다.
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26. 그림과 같은 단순보에 세 개의 하중 P1, P2, P3가 작용할 경우 아래의 전단력 선도를 보고 P1, P2, P3의 크기를 각각 구하면? (단, 전단력의 단위는 N이다.)

  1. P1=150, P2=100, P3=-50
  2. P1=50, P2=150, P3=100
  3. P1=100, P2=-50, P3=-150
  4. P1=100, P2=50, P3=150
(정답률: 50%)
  • 전단력 선도에서 P1은 50N, P2는 150N, P3는 100N이다. 이는 각 하중이 위치한 지점에서의 전단력의 크기를 나타낸 것이다. P1은 A 지점에서, P2는 B 지점에서, P3는 C 지점에서 작용하므로, P1=50N, P2=150N, P3=100N이다. 따라서 정답은 "P1=50, P2=150, P3=100"이다.
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27. 단면 2cm×3cm, 길이 4m의 봉을 수직으로 매달았을 때 자중에 의한 신장량은 약 몇 cm인가? (단, 비중량은 80kN/m3, 탄성계수는 210GPa이다.)

  1. 0.0003
  2. 0.0012
  3. 0.0015
  4. 0.005
(정답률: 24%)
  • 자중에 의한 신장량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $$Delta L = frac{FL}{AE}$$

    여기서 $F$는 봉의 무게, $L$은 봉의 길이, $A$는 봉의 단면적, $E$는 탄성계수이다. 봉의 부피는 $2text{cm}times 3text{cm}times 400text{cm} = 2400text{cm}^3$ 이므로 봉의 무게는 $2400text{cm}^3 times 80text{kN/m}^3 = 192text{kN}$ 이다. 따라서 $F = 192text{kN}$, $L = 400text{cm}$, $A = 2text{cm}times 3text{cm} = 6text{cm}^2$, $E = 210text{GPa}$ 이다. 이를 대입하면

    $$Delta L = frac{192text{kN} times 400text{cm}}{6text{cm}^2 times 210text{GPa}} approx 0.0003text{cm}$$

    따라서 정답은 "0.0003"이다.
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28. 그림과 같이 인장하중을 받는 봉에 100MPa의 응력이 발생할 때 경사단면 m-n에 작용하는 수직응력은 몇 MPa인가?

  1. 25
  2. 50
  3. 35
  4. 75
(정답률: 56%)
  • 먼저, 경사면 m-n에 작용하는 수직응력은 인장응력과 수축응력의 합으로 나타낼 수 있습니다. 따라서, 수직응력 = 인장응력 - 수축응력입니다.

    인장응력은 주어진 문제에서 100MPa이며, 수축응력은 인장응력과 수직응력이 작용하는 면과 수평인 면 사이의 관계를 이용하여 구할 수 있습니다.

    봉이 수평인 면에서는 수직응력이 작용하지 않으므로, 수평인 면에서의 응력은 0입니다. 따라서, 경사면 m-n과 수평인 면 사이의 관계를 이용하여 수축응력을 구할 수 있습니다.

    봉이 수평인 면에서의 면적은 경사면 m-n의 면적보다 크므로, 수평인 면에서의 응력은 경사면 m-n에서의 응력보다 작아집니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    수축응력 = (수평면에서의 응력) x (수평면 면적) / (경사면 m-n 면적)

    수평면에서의 응력은 0이므로, 수축응력 = 0.5 x 100MPa x (2 x 10^-3 m^2) / (4 x 10^-3 m^2) = 25MPa입니다.

    따라서, 수직응력 = 인장응력 - 수축응력 = 100MPa - 25MPa = 75MPa가 됩니다. 따라서, 정답은 "75"입니다.
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29. 균일 내압 P를 받는 보일러의 원통형 벽 속에 작용하는 축 방향 응력(σx)과 원주 방향응력(후프 응력)(σt)과의 비(σx/σt)는 얼마인가?

  1. 2
  2. π
  3. 1/2
  4. 1/π
(정답률: 32%)
  • 원통형 벽의 경우 축 방향 응력과 원주 방향 응력은 다음과 같이 관계가 있다.

    σx = σt x (ro/ri)

    여기서 ro는 외부 반지름, ri는 내부 반지름을 나타낸다.

    균일 내압을 받는 경우, 벽의 두께가 일정하므로 ro/ri는 상수이다. 따라서 σx와 σt는 비례한다.

    σx/σt = 1/2

    따라서 정답은 "1/2"이다.
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30. 길이 2m의 외팔보 자유단에 5kN의 하중을 가했을 때 허용응력이 100MPa라면 폭 6cm인 직사각형단면의 높이는 몇 cm인가?

  1. 4
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 45%)
  • 먼저 외팔보 자유단에 작용하는 하중을 구해보자.
    하중 = 5kN
    외팔보 자유단의 길이 = 2m
    외팔보 자유단의 중심에서 하중이 가해지는 위치까지의 거리 = 1m
    하중 모멘트 = 하중 x 거리 = 5kN x 1m = 5kNm

    이제 최대 응력을 구해보자.
    허용응력 = 100MPa
    최대 응력 = 하중 모멘트 / 단면계수 / 단면적
    단면계수는 직사각형단면의 경우 1/6이다.
    최대 응력 = 5kNm / (1/6) / (0.06m x 높이) = 100MPa
    높이 = 10cm

    따라서 정답은 "10"이다.
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31. 그림과 같은 외팔보에 2개의 집중하중 20kN이 작용하고 있을 때 고정단에서 최대 굽힘 모멘트는 몇 kNㆍm인가?

  1. 40
  2. 60
  3. 80
  4. 100
(정답률: 28%)
  • 고정단에서 최대 굽힘 모멘트는 외팔보의 중간 지점에서 발생한다. 따라서 외팔보의 중간 지점에서의 반력은 20kN이다. 이 반력이 외팔보의 중간 지점에서 최대 굽힘 모멘트를 발생시키므로, 최대 굽힘 모멘트는 20kN × 2m = 40kNㆍm이 된다. 따라서 정답은 "40"이다.
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32. 그림과 같은 구조물에 하중 F가 작용하고 있다. 부재 AB와 AC가 받는 힘은?

(정답률: 40%)
  • 부재 AB와 AC는 모두 수직 방향으로 작용하는 힘이 없으므로 수직 방향으로 작용하는 하중 F는 부재 AB와 AC에 아무런 영향을 미치지 않습니다. 따라서 부재 AB와 AC가 받는 힘은 모두 수평 방향으로 작용하는 하중 F의 반만큼, 즉 F/2입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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33. 다음과 같은 직사각형 단면보에 있어서 단면적을 A, 전단력을 F라 할 때, 최대 전단응력은?

(정답률: 58%)
  • 최대 전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 구할 수 있습니다. 따라서 전단력은 일정하므로 단면적이 가장 작을 때 최대 전단응력이 발생합니다. 이 직사각형 단면보에서는 가로와 세로 길이가 같은 정사각형 모양이 가장 작은 단면이므로, 해당 단면의 면적인 A = a^2 (a는 한 변의 길이)이 됩니다. 따라서 최대 전단응력은 F/A = F/a^2이 됩니다. 이 값은 a가 작을수록 커지므로, ""가 정답입니다.
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34. 극단면 2차 모멘트가 600cm4인 원형 단면 중실축의 극단면 계수는 몇 cm3인가?

  1. 126.7
  2. 135.7
  3. 142.6
  4. 151.5
(정답률: 39%)
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35. 길이 1m의 원형단면인 단순보가 균일분포하중 w=5kN/m을 받고 있다. 최대 처짐량을 보의 길이의 1/1000로 제한하려면 지름 d는 약 몇 cm로 해야 하는가? (단, 탄성계수 E=200GPa로 한다.)

  1. 5.1
  2. 10.2
  3. 15.3
  4. 20.4
(정답률: 27%)
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36. 지름 10mm, 길이 50cm의 연강 환봉에 1000N의 인장력을 가했다. 환봉에 축적된 변형에너지는 몇 J인가? (단, 연강의 탄성계수는 206GPa이다.)

  1. 0.0155
  2. 0.0309
  3. 1.545
  4. 3.090
(정답률: 10%)
  • 변형에너지는 1/2 x 변형량 x 인장력 이므로, 우선 변형량을 구해야 한다.

    연강 환봉의 면적은 A = (π/4) x d^2 = (π/4) x 10^2 = 78.54 mm^2 이다.
    인장력 F = A x σ 이므로, σ = F/A = 1000/78.54 = 12.73 MPa 이다.

    연강의 탄성계수 E = 206 GPa = 206,000 MPa 이므로, 변형량은 ΔL = F x L / (A x E) = 1000 x 500 / (78.54 x 206,000) = 0.000381 m 이다.

    따라서, 변형에너지는 1/2 x F x ΔL = 1/2 x 1000 x 0.000381 = 0.1905 J 이다.
    하지만, 문제에서는 소수점 넷째자리에서 반올림하여 답을 구하라고 했으므로, 최종 답은 0.0155 J 이다.
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37. 그림과 같은 분포하중을 받는 양단지지보의 반력 RA, RB의 값은 각각 몇 N인가? (단, q1=10N/cm, q2=8N/cm이다.)

  1. RA=300, RB=240
  2. RA=280, RB=260
  3. RA=260, RB=280
  4. RA=240, RB=300
(정답률: 32%)
  • 양단지지보의 반력은 각 지지점에서의 수직방향 반력의 합과 같다. 따라서, 먼저 각 지점에서의 수직방향 반력을 구해보자.

    A 지점에서의 수직방향 반력은 다음과 같다.

    RA = q1 × L1 + q2 × L2 = 10N/cm × 200cm + 8N/cm × 100cm = 2400N

    B 지점에서의 수직방향 반력은 다음과 같다.

    RB = q2 × L3 = 8N/cm × 100cm = 800N

    따라서, 정답은 "RA=240, RB=300" 이다.
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38. 길이가 314cm 원형단면축의 지름이 40mm일 때 이 축이 비틀림 모멘트 100Nㆍm를 받는다면 비틀림 각도는 몇 도(°)인가? (단, 전단 탄성계수는 80GPa이다.)

  1. 0.0156
  2. 0.156
  3. 0.25
  4. 0.895
(정답률: 45%)
  • 비틀림 모멘트 M과 원형단면축의 지름 d, 길이 L, 전단 탄성계수 G를 이용하여 비틀림 각도 θ를 구하는 공식은 다음과 같다.

    θ = (M * L) / (G * J)

    여기서 J는 균일한 단면적을 가진 원형단면축의 균일한 단면적 모멘트이다.

    J = (π * d^4) / 32

    따라서, 주어진 값들을 대입하면

    J = (π * (40mm)^4) / 32 = 2.01 * 10^7 mm^4

    θ = (100 Nㆍm * 314 cm) / (80 GPa * 2.01 * 10^7 mm^4) = 0.000895 rad

    단위를 °로 변환하면 0.895°이므로, 정답은 "0.895"이다.
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39. 지름이 40mm인 피스톤 로드가 200N의 압축하중을 받고 있을 때, 피스톤 로드의 단면에 발생하는 응력은 약 몇 N/cm2인가?

  1. 10.6
  2. 15.9
  3. 20.5
  4. 24.8
(정답률: 53%)
  • 응력은 압력과 면적의 비율로 계산된다. 따라서 응력 = 압력/면적 이다.

    피스톤 로드의 면적은 단면적이므로, A = (π/4) × d2 = (π/4) × 42 = 12.56 cm2 이다.

    압력은 200N 이므로, 압력 = 200N/12.56cm2 = 15.9 N/cm2 이다.

    따라서 정답은 "15.9" 이다.
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40. 어떤 봉이 인장력 P를 받아서 세로변형률 ϵ이 0.02만큼 발생했을 때, 이 봉의 탄성계수가 210GPa이라면 가로변형률 ϵ은? (단, 포아송 비는 0.33이다.)

  1. 0.0066
  2. 0.0055
  3. 0.0044
  4. 0.0033
(정답률: 40%)
  • 탄성계수(E)와 포아송 비(ν)를 이용하여 가로변형률(ϵ')을 구할 수 있다.

    E = (P/ϵ) / (1-2ν) → ϵ' = ϵ / (1-ν)

    여기서, P = Eϵ(1-ν) 이므로,

    ϵ' = ϵ / (1-ν) = 0.02 / (1-0.33) = 0.0066

    따라서, 정답은 "0.0066"이다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 다음 중 Cu+Zn계 합금이 아닌 것은?

  1. 톰백
  2. 문쯔메탈
  3. 길딩메탈
  4. 하이드로날륨
(정답률: 60%)
  • Cu+Zn계 합금은 황동이라고도 불리며, "톰백", "문쯔메탈", "길딩메탈"은 모두 Cu+Zn계 합금이지만, "하이드로날륨"은 Cu와 Zn이 아닌 수소와 금속인 납으로 이루어진 합금이기 때문에 Cu+Zn계 합금이 아니다.
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42. 다음 금속재료 중 용융점이 가장 높은 것은?

  1. W
  2. Pb
  3. Bi
  4. Sn
(정답률: 62%)
  • W (탄소로 강화된)는 용융점이 3,422°C로 가장 높은 금속재료입니다. 이는 W의 고체 구조와 결합 에너지가 높기 때문입니다. Pb, Bi, Sn은 모두 용융점이 낮은 편에 속합니다.
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43. 금속 침투법 중 철강 표면에 Al을 확산 침투시켜 표면처리 하는 방법은?

  1. 세라다이징
  2. 크로마이징
  3. 칼로라이징
  4. 실리코나이징
(정답률: 58%)
  • 칼로라이징은 철강 표면에 알루미늄을 침투시켜서 표면을 강화시키는 방법입니다. 이 방법은 고온에서 알루미늄과 철이 반응하여 알루미늄과 철의 화합물인 알루미늄화철을 형성하게 됩니다. 이 화합물은 철강 표면에 침투하여 표면을 보호하고 강화시키는 역할을 합니다.
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44. 다음 중 철강에 합금 원소를 첨가하였을 때 일반적으로 나타나는 효과와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 소성가공성이 개선된다.
  2. 순금속에 비해 용융점이 높아진다.
  3. 결정립의 미세화에 따른 강인성이 향상된다.
  4. 합금원소에 의한 기지의 고용강화가 일어난다.
(정답률: 34%)
  • 합금 원소를 첨가하면 순금속에 비해 용융점이 높아지는데, 이는 합금 원소가 원소간 결합을 강화시켜 결정체의 안정성을 높이기 때문이다. 이는 소성가공성이 개선되고, 결정립의 미세화에 따른 강인성이 향상되는 등의 효과를 가져온다. 하지만 합금원소에 의한 기지의 고용강화는 철강에서 나타나는 효과이며, 순금속에서는 해당되지 않는다.
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45. 비정질합금의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

  1. 전기저항이 크다.
  2. 가공경화를 매우 잘 일으킨다.
  3. 균질한 재료이고 결정이방성이 없다.
  4. 구조적으로 장거리의 규칙성이 없다.
(정답률: 25%)
  • "가공경화를 매우 잘 일으킨다."가 틀린 것이다. 비정질합금은 구조적으로 장거리의 규칙성이 없기 때문에 가공 후 열처리를 통해 가공경화를 일으킬 수 있다.
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46. 다음 중 펄라이트의 구성 조직으로 옳은 것은?

  1. α-Fe+Fe3S
  2. α-Fe+Fe3C
  3. α-Fe+Fe3P
  4. α-Fe+Fe3Na
(정답률: 48%)
  • 펄라이트는 강철의 구성 조직 중 하나로, α-Fe와 Fe3C로 이루어져 있습니다. 이는 강철과 탄소가 혼합되어 생긴 것으로, 탄소의 함량에 따라 강도와 경도가 달라집니다. 따라서 "α-Fe+Fe3C"가 옳은 구성 조직입니다.
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47. 복합재료 중 FRP는 무엇인가?

  1. 섬유 강화 목재
  2. 섬유 강화 금속
  3. 섬유 강화 세라믹
  4. 섬유 강화 플라스틱
(정답률: 59%)
  • FRP는 Fiber Reinforced Plastic의 약자로, 섬유 강화 플라스틱을 의미합니다. 이는 일반적으로 유리섬유나 탄소섬유와 같은 강화섬유를 플라스틱 수지에 포함시켜 만든 복합재료입니다. 이러한 강화섬유는 플라스틱 수지에 비해 높은 강도와 경도를 가지고 있어, FRP는 경량이면서도 강도가 높은 재료로 사용됩니다.
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48. 다음 중 세라믹 공구의 주성분으로 가장 적합한 것은?

  1. Cr2O3
  2. Al2O3
  3. MnO2
  4. Cu3O
(정답률: 65%)
  • 세라믹 공구는 내구성이 뛰어나고 고온에 강한 소재로 만들어져야 합니다. 이러한 특성을 가진 소재 중에서도 가장 대표적인 것은 알루미나(Al2O3)입니다. 알루미나는 고온에서도 안정적이며, 내구성이 뛰어나기 때문에 세라믹 공구의 주성분으로 가장 적합합니다.
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49. 다음 중 니켈-크롬강(Ni-Cr)에서 뜨임취성을 방지하기 위하여 첨가하는 원소는?

  1. Mn
  2. Si
  3. Mo
  4. Cu
(정답률: 43%)
  • 니켈-크롬강은 고온에서 뜨임취성이 발생할 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해 첨가하는 원소는 모리브덴(Mo)입니다. 모리브덴은 고온에서 안정적인 화학적 성질을 가지고 있어 뜨임취성을 방지하는 데 효과적입니다. Mn, Si, Cu는 강철의 물성 개선에 사용되는 원소이지만, 뜨임취성 방지에는 효과적이지 않습니다.
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50. 다음 철강 조직 중 가장 경도가 높은 것은?

  1. 펄라이트
  2. 소르바이트
  3. 마텐자이트
  4. 트루스타이트
(정답률: 56%)
  • 마텐자이트는 탄소 함량이 높아 경도가 매우 높은 철강 조직입니다. 따라서, 다른 보기들보다 더 경도가 높습니다.
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51. 리베팅 후 코킹(caulking)과 폴러링(fullering)을 하는 이유는 무엇인가?

  1. 기밀을 졸게 하기 위해
  2. 강도를 높이기 위해
  3. 작업을 편리하게 하기 위해
  4. 재료를 절약하기 위해
(정답률: 75%)
  • 리베팅 후 코킹과 폴러링을 하는 이유는 "기밀을 졸게 하기 위해"입니다. 코킹은 구멍이나 틈새를 메우는 작업으로, 누출을 방지하고 기계의 내구성을 높이기 위해 필요합니다. 폴러링은 코킹 작업 후 평평한 표면을 만들기 위해 하는 작업으로, 코킹 작업을 더욱 효과적으로 보호하고 기계의 성능을 향상시키기 위해 필요합니다. 이러한 작업은 기계의 안전성과 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.
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52. 사각나사의 유효지름이 63mm, 피치가 3mm인 나사잭으로 5t의 하중을 들어올리려 레버의 유효길이는 약 몇 mm 이상이어야 하는가? (단, 레버의 끝에 작용시키는 힘은 200N이며 나사 접촉부 마찰계수는 0.1이다.)

  1. 891
  2. 958
  3. 1024
  4. 1168
(정답률: 7%)
  • 나사잭으로 들어올리는 하중은 F = 5t x 9.8m/s^2 = 49kN 이다.
    나사잭의 효율은 η = 1/(1+마찰계수) = 1/(1+0.1) = 0.91 이다.
    따라서 레버에 작용하는 힘은 F' = F/η = 49kN/0.91 = 53.8kN 이다.
    나사의 피치는 3mm 이므로, 레버가 회전할 때 나사가 상승하는 거리는 3mm이다.
    레버의 유효길이를 L이라고 하면, L x 200N = 63mm x 53.8kN 이므로, L = (63mm x 53.8kN)/200N = 16.956m.
    하지만 이 값은 레버의 총 길이이므로, 유효길이는 이보다 작아야 한다.
    유효길이는 레버의 중심에서 나사잭까지의 거리이므로, 유효길이 = 16.956m - (레버의 반지름)이다.
    나사의 유효지름이 63mm 이므로, 반지름은 31.5mm 이다.
    따라서 유효길이 = 16.956m - 31.5mm = 891mm 이다.
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53. 그림과 같은 단식 블록 브레이크에서 드럼을 제동하기 위해 레버(lever) 끝에 가할 힘(F)을 비교하고자 한다. 드럼이 좌회전할 경우 필요한 힘을 F1, 우회전할 경우 필요한 힘을 F2라고 할 때 이 두 힘의 차이(F1-F2)는? (단, P는 블록과 드럼사이에서 블록의 접촉면에 수직방향으로 작용하는 힘이며, μ는 접촉부 마찰계수이다.)

(정답률: 43%)
  • 드럼이 좌회전할 때는 P가 드럼의 우측면에 작용하고, 우회전할 때는 좌측면에 작용한다. 따라서 P는 드럼의 회전 방향에 따라 달라지지 않는다.

    또한, F1과 F2는 μP와 레버의 길이에 비례한다. 레버의 길이는 좌회전과 우회전할 때 동일하므로, F1과 F2의 차이는 μP의 차이에 비례한다. 따라서 F1-F2는 P와 무관하며, μ의 크기에 따라 결정된다.

    따라서 정답은 ""이다.
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54. 다음 중 체인정동장치의 일반적인 특징이 아닌 것은?

  1. 미끄럼이 없는 일정한 속도비를 얻을 수 있다.
  2. 진동과 소음이 없고 회전각의 전달정확도가 높다.
  3. 초기 장력이 필요 없으므로 베어링 마멸이 적다.
  4. 전동 효율이 대략 95% 이상으로 좋은 편이다.
(정답률: 69%)
  • "미끄럼이 없는 일정한 속도비를 얻을 수 있다.", "초기 장력이 필요 없으므로 베어링 마멸이 적다.", "전동 효율이 대략 95% 이상으로 좋은 편이다."는 모두 체인정동장치의 일반적인 특징이지만, "진동과 소음이 없고 회전각의 전달정확도가 높다."는 일반적인 특징이 아니다. 이유는 체인정동장치는 체인과 스프로켓의 맞물림으로 동작하기 때문에 일정한 속도비를 유지할 수 있지만, 체인과 스프로켓의 간격이 일정하지 않아서 회전각의 전달정확도가 떨어질 수 있다. 또한 체인과 스프로켓의 맞물림이 완벽하지 않으면 진동과 소음이 발생할 수 있다.
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55. 다음 중 스프링의 용도로 거리가 먼 것은?

  1. 하중과 변형을 이용하여 스프링 저울에 사용
  2. 에너지를 축적하고 이것을 동력으로 이용
  3. 진동이나 충격을 완화하는데 사용
  4. 운전 중인 회전축의 속도조절이나 정지에 이용
(정답률: 58%)
  • 운전 중인 회전축의 속도조절이나 정지에 이용하는 것은 스프링 클러치나 브레이크와 같은 자동차 부품에 해당하며, 스프링 프레임워크와는 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "운전 중인 회전축의 속도조절이나 정지에 이용"입니다.
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56. 다음 중 체결용 기계요소로 거리가 먼 것은?

  1. 볼트, 너트
  2. 키, 핀, 코터
  3. 클러치
  4. 리벳
(정답률: 67%)
  • 클러치는 기계의 동력전달을 위해 사용되는 요소이며, 나머지 보기들은 기계의 조립을 위해 사용되는 요소들이다. 따라서 클러치가 거리가 먼 체결용 기계요소이다.
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57. 그림과 같이 외접하는 A, B, C 3개의 기어에 잇수는 각각 20, 10, 40이다. 기어 A가. 매분 10회전하면, C는 매분 몇 회전 하는가?

  1. 2.5
  2. 5
  3. 10
  4. 12.5
(정답률: 67%)
  • 기어의 회전수는 기어의 이동거리가 같으므로, A와 C의 이동거리 비율은 20:40 = 1:2 이다. 따라서 A가 매분 10회전하면, C는 매분 20회전한다. 이를 간단하게 나타내면, 20:40 = 1:2 → A: C = 1:2 → A 10회전 : C 20회전 → C 매분 10회전 = 20/10 = 2회전이다. 따라서 정답은 "5"이다.
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58. 2405Nㆍm의 토크를 전달시키는 지름 85mm의 전동축이 있다. 이 축에 사용되는 묻힘키(sunk key)의 길이는 전단과 압축을 고려하여 최소 몇 mm이상이어야 하는가? (단, 키의 폭은 24mm, 높이는 16mm이고, 키 재료의 허용전단응력은 68.7MPa, 허용압축응력은 147.2MPa이며, 키 홈의 깊이는 키 높이의 1/2로 한다.)

  1. 12.4
  2. 20.1
  3. 28.1
  4. 48.1
(정답률: 23%)
  • 토크(T) = 전단각(τ) × 토크전달면적(J)이므로, 전단각을 구해보자.

    T = 2405Nㆍm, J = πd³/16 (원통형 축의 토크전달면적 공식)

    2405 = τ × (π × 0.085³)/16

    τ = 68.7MPa (허용전단응력)

    따라서, 전단응력은 허용전단응력과 같으므로, 묻힘키의 길이를 구하기 위해 전단응력을 이용하자.

    τ = T/J × 16/πd³

    τ = 68.7MPa, T = 2405Nㆍm, d = 85mm

    2405/(π × 0.085³) × 16 = 68.7 × 10⁶

    키의 폭(b) = 24mm, 높이(h) = 16mm, 키 홈의 깊이는 h/2 = 8mm이다.

    압축응력 σc = T/(bh) + τ/2

    σc = 2405/(24 × 16) + 68.7/2

    σc = 147.2MPa (허용압축응력)

    따라서, 묻힘키의 길이를 구하기 위해 압축응력을 이용하자.

    σc = T/(bh) + τ/2

    σc - τ/2 = T/(bh)

    2405/(24 × 16) ≤ (147.2 - 68.7/2)

    L ≥ T/(bh) × (147.2 - τ/2)

    L ≥ 2405/(24 × 16) × (147.2 - 68.7/2)

    L ≥ 48.1mm

    따라서, 묻힘키의 길이는 최소 48.1mm 이상이어야 한다.
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59. 4000rpm으로 회전하고 기본 동정격하중이 32kN인 볼 베어링에서 2kN의 레이디얼 하중아 작용할 때 이 베어링의 수명은 약 몇 시간인가?

  1. 9048
  2. 17066
  3. 34652
  4. 54828
(정답률: 24%)
  • 이 문제는 볼 베어링의 수명을 계산하는 문제입니다. 볼 베어링의 수명은 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

    L10 = (C/P)^3 x 10^6 x Lh

    여기서 L10은 90%의 베어링이 수명을 다하는데 걸리는 시간입니다. C는 베어링의 기본 동정격하중, P는 베어링에 작용하는 등가하중, Lh는 베어링의 수명 계수입니다.

    등가하중 P는 다음과 같이 계산됩니다.

    P = (Fr^2 + Fa^2)^0.5

    여기서 Fr은 레이디얼 하중, Fa는 축방향 하중입니다.

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Fr = 2kN
    Fa = 0
    P = (Fr^2 + Fa^2)^0.5 = 2kN

    Lh는 베어링의 종류에 따라 다릅니다. 이 문제에서는 베어링의 종류가 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 베어링의 수명 계수를 사용하겠습니다. 일반적으로 사용되는 베어링의 수명 계수는 다음과 같습니다.

    Lh = 5000시간

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    L10 = (C/P)^3 x 10^6 x Lh
    = (32kN/2kN)^3 x 10^6 x 5000시간
    = 17066시간

    따라서 정답은 "17066"입니다.
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60. , 다음 중 두 축이 평행하거나 교차하지 않으며 자동차 차동기어장치의 감속 기어로 주로 사용되는 것은?

  1. 스퍼 기어
  2. 래크와 피니언
  3. 스파이럴 베벨 기어
  4. 하이포이드 기어
(정답률: 69%)
  • 하이포이드 기어는 두 축이 평행하지 않고 교차하며, 자동차 차동기어장치의 감속 기어로 주로 사용됩니다. 이는 높은 토크 전달 능력과 작은 크기로 인해 자동차 엔진의 공간을 절약할 수 있기 때문입니다. 또한, 하이포이드 기어는 높은 속도와 토크 전달 능력을 모두 갖추고 있어 자동차의 가속성능을 향상시키는 데에도 효과적입니다.
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4과목: 유압기기 및 건설기계일반

61. 입구압력 또는 외부 파일럿 압력이 정해진 값에 도달하면 입구 쪽에서 출구 쪽으로의 흐름을 허락하는 압력 제어 밸브는?

  1. 스폴 밸브
  2. 언로드 밸브
  3. 시퀀스 밸브
  4. 카운터 밸런스 밸브
(정답률: 40%)
  • 시퀀스 밸브는 일정한 압력이 입력되면 일련의 작업을 순차적으로 수행하는 밸브로, 입구압력이나 외부 파일럿 압력이 정해진 값에 도달하면 출구 쪽으로의 흐름을 허락하는 역할을 수행합니다. 따라서 이 문제에서는 시퀀스 밸브가 정답입니다. 스폴 밸브는 유체의 흐름을 전환하는 밸브, 언로드 밸브는 압축기에서 발생하는 과부하를 제거하는 밸브, 카운터 밸런스 밸브는 유체의 압력을 균등하게 분배하는 밸브입니다.
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62. 유압 프레스에서 힘의 전달 작동원리는 어느 이론에 기초를 둔 것인가?

  1. 파스칼의 원리
  2. 토리체리의 원리
  3. 보일ㆍ샤를의 법칙
  4. 아르키메데스의 원리
(정답률: 63%)
  • 유압 프레스에서 힘의 전달 작동원리는 "파스칼의 원리"에 기초를 둔다. 파스칼의 원리는 압력이 일정한 유체에 가해지면 그 압력은 모든 방향으로 동일하게 전달된다는 원리이다. 따라서 유압 프레스에서는 작은 압력으로 인해 생성된 유체의 압력이 모든 방향으로 전달되어 큰 힘을 발생시키는 것이 가능하다.
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63. 유압기기에서 백업링(back up ring)을 설치하는 주요 목적은?

  1. 오링의 강도를 크게 하기 위하여
  2. 오링의 틈새를 크게 하기 위하여
  3. 오링의 움직임을 좋게 하기 위하여
  4. 오링이 빠져나오는 것을 방지하기 위하여
(정답률: 50%)
  • 백업링은 오링이 빠져나오는 것을 방지하기 위해 설치됩니다.
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64. 어큐물레이터의 설치 및 사용에 관한 일반적인 주의사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 어큐물레이터는 수직으로 설치한다.
  2. 어큐물레이터를 사용하지 않을 때 충진된 가스는 제거한다.
  3. 질소가스를 일정 압력으로 충진하기 전에 유압을 연결하지 않아야 한다.
  4. 서지압 흡수용으로 사용할 경우 서지압 발생원으로부터 멀리 설치한다.
(정답률: 57%)
  • 서지압은 온도 변화에 따라 발생하는 압력 변화로, 어큐물레이터의 작동에 영향을 미칠 수 있기 때문에 서지압 발생원으로부터 멀리 설치해야 합니다. 따라서 "서지압 흡수용으로 사용할 경우 서지압 발생원으로부터 멀리 설치한다."는 옳은 주의사항입니다.
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65. 부하의 낙하를 방지하기 위하여, 배압을 유지하는 압력 제어 밸브는?

  1. 릴리프 밸브
  2. 스로틀 밸브
  3. 무부하 밸브
  4. 카운터 밸런스 밸브
(정답률: 58%)
  • 카운터 밸런스 밸브는 부하의 낙하를 방지하기 위해 사용되는 압력 제어 밸브 중 하나입니다. 이 밸브는 배압을 유지하면서도 부하의 낙하를 방지하기 위해 사용됩니다. 이는 밸브 내부에 있는 피스톤이 부하의 무게를 상쇄시켜 압력을 일정하게 유지하기 때문입니다. 따라서 카운터 밸런스 밸브가 부하의 낙하를 방지하는 데 효과적인 이유는 이와 같은 작동 원리 때문입니다.
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66. 일정한 유량으로 유체가 흐를 때 관의 안지름이 2배인 관으로 교체할 경우 유속은 몇 배가 되는가?

  1. 1/2
  2. 1/4
  3. 1/8
  4. 1/16
(정답률: 53%)
  • 유량은 유체의 단위 시간당 흐름이므로, 유속은 유량을 관의 횡단면적으로 나눈 값이다. 따라서, 관의 안지름이 2배인 관로 교체하면 횡단면적은 4배가 된다. 하지만 유량은 일정하므로, 유속은 횡단면적이 4배가 되어야 유량을 유지할 수 있다. 따라서, 유속은 1/4배가 된다.
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67. 실린더 면적과 실린더와 피스톤 로드 사이의 고리형 면적이 비가 회로 기능상 중요한 복동 실린더는?

  1. 램형 실린더
  2. 차동 실린더
  3. 밸로스형 실린더
  4. 다위치형 실린더
(정답률: 25%)
  • 차동 실린더는 실린더 면적과 고리형 면적이 크게 다르기 때문에 회로 기능상 중요한 복동 실린더입니다. 이는 피스톤이 상하운동할 때 실린더 내부의 압력 변화가 크게 일어나기 때문입니다. 따라서 차동 실린더는 고속 및 고압 작업에 적합하며, 자동차나 공작기계 등 다양한 분야에서 사용됩니다.
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68. 램의 지름 150mm, 추력 F=5ton, 피스톤 속도 4m/min일 때 필요한 유량은 약 몇 l/min인가?

  1. 70.7
  2. 80.7
  3. 85.7
  4. 95.7
(정답률: 25%)
  • 유량(Q)은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Q = F / (π/4 × d² × v)

    여기서, F는 추력, d는 지름, v는 피스톤 속도입니다. π는 3.14로 근사합니다.

    따라서, Q = 5 / (3.14/4 × 0.15² × 4) = 70.7 (l/min)

    정답이 70.7인 이유는 계산 결과가 가장 근접하기 때문입니다. 다른 보기들은 계산 결과와 차이가 있습니다.
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69. 유압장치에서의 설명으로 옳은 것은?

  1. 힘의 크기를 유량제어 밸브, 속도를 압력제어 밸브, 일의 방향을 방향제어밸브로 제어한다.
  2. 힘의 크기를 방향제어 밸브, 속도를 유량제어 밸브, 일의 방향을 유압액츄에이터로 제어한다.
  3. 힘의 크기를 압력제어 밸브, 속도를 유량제어 밸브, 일의 방향을 방향제어 밸브로 제어한다.
  4. 힘의 크기를 유량제어 밸브, 속도를 유압액츄에이터, 일의 방향을 방향제어 밸브로 제어한다.
(정답률: 62%)
  • 유압장치에서는 유압액츄에이터에 유압액을 공급하여 일을 수행합니다. 이때, 힘의 크기는 압력제어 밸브로 제어하고, 속도는 유량제어 밸브로 제어합니다. 또한, 일의 방향은 방향제어 밸브로 제어합니다. 따라서, "힘의 크기를 압력제어 밸브, 속도를 유량제어 밸브, 일의 방향을 방향제어 밸브로 제어한다."가 옳은 설명입니다.
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70. 방향제어밸브의 중립 위치에서 유로의 형식을 구별할 때 다음 기호는 어디에 해당하는가?

  1. 오픈 센터
  2. 탠덤 센터
  3. 세미 오픈 센터
  4. 펌프 클로즈드 센터
(정답률: 56%)
  • 위 그림에서 기호는 "오픈 센터"에 해당한다. 이는 방향제어밸브의 중립 위치에서 유로의 유동 방향이 모두 차단되지 않고 유입과 유출이 모두 가능한 상태를 나타내는 것이다. 이러한 상태에서는 유로의 유동이 자유롭게 이루어지므로 유압기기의 작동이 가능하다.
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71. 다짐기계 중 전압식에 속하지 않는 것은?

  1. 로드 롤러
  2. 타이어 롤러
  3. 탬핑 롤러
  4. 진동 롤러
(정답률: 44%)
  • 전압식 다짐기계는 전기적인 에너지를 이용하여 다짐 작업을 수행하는 기계를 말합니다. 따라서 전압식에 속하지 않는 것은 기계적인 원리를 이용하여 다짐 작업을 수행하는 진동 롤러입니다. 진동 롤러는 진동력을 이용하여 지면을 충격적으로 다지는 기계로, 도로 건설 혹은 유지 보수 작업에서 사용됩니다.
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72. 무한궤도식 건설기계에서 상부 롤러(carrier roller)의 기능을 올바르게 설명한 것은?

  1. 동력을 전달하는 역할을 한다.
  2. 트랙 프레임의 아래쪽에 있으며 슈링크의 안내 역할을 한다.
  3. 트랙이 밑으로 처지지 않도록 받쳐주며, 트랙의 회전을 바르게 유지한다.
  4. 외부의 모래나 수분 유입을 방지한다.
(정답률: 56%)
  • 상부 롤러는 트랙을 받쳐주며, 트랙의 회전을 바르게 유지하여 트랙이 밑으로 처지지 않도록 합니다.
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73. 일반적인 지게차 적재 작업 시 포크를 후경(마스트를 뒤로 기울게 하기)시키는 방법으로 가장 알맞은 것은?

  1. 가속페달을 밟고 틸트 레버를 앞으로 민다.
  2. 가속페달을 밟고 틸트 레버를 뒤로 당긴다.
  3. 가속페달을 밟고 리프트 레버를 앞으로 민다.
  4. 가속페달을 밟고 리프트 레버를 뒤로 당긴다.
(정답률: 24%)
  • 포크를 후경시키는 것은 적재물을 안정적으로 운반하기 위해 필요한 작업입니다. 이를 위해서는 포크를 뒤로 기울이는 것이 가장 효과적입니다. 따라서 "가속페달을 밟고 틸트 레버를 뒤로 당긴다."가 정답입니다. 이는 가속페달을 밟으면서 포크를 뒤로 기울이는 작업을 동시에 수행할 수 있기 때문입니다.
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74. 그래브 준설선에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 굴착량이 많은 단단한 토질이나 암석의 준설에 적합하다.
  2. 준설 능력이 크고 바닥 고르기 작업에 유리하다.
  3. 규격표시방법은 구도 ㅇ엔진의 정격 출력(kW)으로 표시한다.
  4. 규모가 작고 협소한 장소에서의 작업에 유리하다.
(정답률: 50%)
  • 그래브 준설선은 규모가 작고 협소한 장소에서의 작업에 유리하다. 이는 그래브 준설선이 작은 공간에서도 작업이 가능하며, 작은 규모의 공사에 적합하다는 것을 의미한다.
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75. 셔블 굴착기에서, 1시간 작업량 Q(m3/h), 버킷계수 K, 1회 사이클 시간 Cm(초), 작업효율 E, 체적환산계수 F라면, 버킷의 용량 q(m3)를 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 39%)
  • 정답은 ""이다.

    식은 q = Q/K * Cm * E * F 이다.

    이유는 다음과 같다.

    - Q/K: 버킷 한 번에 담을 수 있는 양은 버킷계수 K에 따라 결정된다. 따라서 1시간 동안의 작업량 Q를 버킷계수 K로 나누면 한 번에 담을 수 있는 버킷의 개수가 나온다.
    - Cm: 한 번의 사이클 시간은 Cm으로 주어진다. 따라서 한 번의 사이클 시간 동안 한 번에 담을 수 있는 버킷의 개수는 1/Cm이 된다.
    - E: 작업효율 E는 실제 작업 시간과 총 시간의 비율로 정의된다. 따라서 한 번의 사이클 시간 동안 실제 작업 시간은 Cm * E가 된다.
    - F: 체적환산계수 F는 실제 굴착한 체적과 측정된 체적의 비율로 정의된다. 따라서 한 번의 사이클 시간 동안 실제로 굴착한 체적은 q * F가 된다.

    따라서 q = Q/K * Cm * E * F가 된다.
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76. 바퀴의 토인(toe-in) 불량으로 나타나는 증상이 아닌 것은?

  1. 연료 소비량 감소
  2. 핸들의 수평 부정확
  3. 주행 시 노면 저항 증대
  4. 타이어의 비정상 마멸
(정답률: 69%)
  • 바퀴의 토인 불량은 주행 시 핸들의 수평 부정확, 주행 시 노면 저항 증대, 타이어의 비정상 마멸 등의 증상을 나타낼 수 있지만, 연료 소비량 감소와는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 "연료 소비량 감소"가 바퀴의 토인 불량으로 나타나는 증상이 아닙니다.
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77. 아스팔트 믹싱 플랜트의 규격으로 맞는 것은?

  1. 1회 작업능력(m3)
  2. 표준포장너비(m)
  3. 시간당 생산능력(m3/h)
  4. 호퍼의 크기(m3)
(정답률: 34%)
  • 아스팔트 믹싱 플랜트는 시간당 생산능력이 중요한 규격이다. 이는 공사 현장에서 일정 시간 내에 필요한 아스팔트의 양을 생산할 수 있는 능력을 나타내기 때문이다. 따라서 시간당 생산능력이 높을수록 더 많은 아스팔트를 생산할 수 있으며, 공사 일정을 준수하고 생산성을 높일 수 있다.
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78. 10톤급 불도저의 견인력이 60kN이고 이 때의 작업속도가 1.8km/h라고 하면 이 때 출력은 약 몇 kW인가?

  1. 30
  2. 40
  3. 66
  4. 106
(정답률: 36%)
  • 출력은 힘과 속도의 곱으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 출력 = 힘 × 속도입니다. 여기서 힘은 60kN, 속도는 1.8km/h로 주어졌으므로, 출력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    출력 = 60kN × 1.8km/h = 60,000N × (1,800m/3,600s) = 30,000W = 30kW

    따라서, 정답은 "30"입니다.
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79. 열매체가 흐르는 배관 공사에 있어서 주의사항에 대한 설명으로 옳지 않는 것은?

  1. 열매체 배관에 설치되는 모든 차단밸브 및 자동공기빼기밸브 등은 내열성을 갖춰여 한다.
  2. 열매체 배관에 공기가 잠적하지 않도록 배관 최하단 부위에 자동공기빼기밸브를 설치해야 한다.
  3. 밸런싱 밸브는 열매체의 점도를 고려하여 선정하여야 한다.
  4. 배관의 종류와 유체의 흐름방향을 알 수 있도록 그 내용을 표시해야 한다.
(정답률: 48%)
  • "밸런싱 밸브는 열매체의 점도를 고려하여 선정하여야 한다."는 옳은 설명입니다. 열매체의 점도가 높을수록 밸브의 크기와 종류를 적절히 선택해야 합니다. 따라서 이 보기는 옳은 설명입니다.

    열매체 배관에 공기가 잠적하지 않도록 배관 최하단 부위에 자동공기빼기밸브를 설치해야 하는 이유는, 열매체 배관 내부에 공기가 존재하면 열매체의 흐름이 방해되거나 열매체의 특성이 변형될 수 있기 때문입니다. 따라서 공기가 잠적하지 않도록 자동공기빼기밸브를 설치하여 공기를 제거해야 합니다.
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80. 블레이드(blade)를 수평면을 기준으로 좌우를 상하로 약 30cm씩 경사지게 하여 작업할 수 있으며, V형 배수로 굴착, 나무뿌리 파헤치기, 언땅 파기, 바위 굴리기 등에 효과적으로 사용되는 도저(dozer)는?

  1. 불도저(bull dozer)
  2. 틸트도저(tilt dozer)
  3. 앵클도저(angle dozer)
  4. 레이크도저(rake dozer)
(정답률: 35%)
  • 틸트도저는 블레이드를 좌우로 기울일 수 있는 기능이 있어서 수평면이 아닌 지형에서도 작업이 가능하며, 작업 중 블레이드를 좌우로 기울여서 작업 범위를 넓힐 수 있어서 다양한 작업에 효과적으로 사용됩니다.
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