건설기계설비산업기사 필기 기출문제복원 (2020-06-06)

건설기계설비산업기사 2020-06-06 필기 기출문제 해설

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건설기계설비산업기사
(2020-06-06 기출문제)

목록

1과목: 기계제작법

1. 공작물을 양극(+), 전기저항이 적은 구리, 아연을 음극(-)으로 하여 적당한 용액 중에 넣어 통전하면 양극의 용출작용에 의하여 광택이 나게 하는 가공법은?

  1. 방전 가공
  2. 전해 연마
  3. 레이저 가공
  4. 전자빔 가공
(정답률: 61%)
  • 공작물을 양극(+), 전도성이 좋은 금속을 음극(-)으로 설정하여 전해액 속에서 용출 작용을 통해 표면을 매끄럽게 만드는 가공법은 전해 연마입니다.

    오답 노트
    방전 가공: 절연액 속에서 스파크 방전으로 재료를 제거하는 방식입니다.
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2. 회전하는 상자에 공작물과 숫돌입자, 가공액, 콤파운드 등을 함께 넣어 공작물이 입자와 충돌하는 동안에 그 표면의 요철을 제거하며, 매끈한 가공면을 얻는 가공법은?

  1. 버니싱
  2. 숏 피닝
  3. 초음파 가공
  4. 배럴 가공
(정답률: 50%)
  • 회전하는 상자(배럴)에 공작물과 연마제(숫돌 입자, 콤파운드 등)를 함께 넣어 충돌과 마찰을 통해 표면의 요철을 제거하고 매끈하게 다듬는 가공법은 배럴 가공입니다.
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3. 주물에서 기공이 생기는 것을 방지하는 방법으로 틀리것은?

  1. 주형 내에 수분을 많게 한다.
  2. 주입 온도를 필요 이상 높게 하지 않는다.
  3. 탕도의 높이를 조절하여 압탕에 의한 쇳물에 압력을 가한다.
  4. 통기성을 좋게 한다.
(정답률: 50%)
  • 주물에서 기공(Blow hole)은 주형 내의 수분이나 가스가 쇳물 밖으로 빠져나가지 못해 발생합니다. 따라서 수분을 줄이고 통기성을 높여야 합니다.

    오답 노트
    주형 내에 수분을 많게 한다: 수분이 많으면 수증기가 발생하여 기공의 원인이 됨
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4. 경사면 위를 연속적으로 원활하게 흘러 나가는 모양이며, 연한 재질의 공작물을 고속절삭 할 때 생기는 칩의 형태는?

  1. 균열형
  2. 열단형
  3. 전단형
  4. 유동형
(정답률: 53%)
  • 유동형 칩은 연한 재질의 공작물을 고속 절삭할 때, 칩이 끊어지지 않고 경사면을 따라 연속적으로 매끄럽게 흘러나오는 형태를 말합니다.
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5. 절삭공구 수명을 판정하는 기준이 아닌 것은?

  1. 완성 가공된 치수 변화가 일정량에 도달했을 때
  2. 절삭저항의 주분력에도 변화가 적어도 배분력, 이송분력이 급격히 증가될 때
  3. 가공면에 광택이 있는 무늬가 반점이 생길 때
  4. 가공 시 구성인선이 자주 생길 때
(정답률: 34%)
  • 공구 수명은 가공 정밀도, 표면 거칠기, 절삭 저항의 변화 등 실제 가공 결과물의 품질 저하를 기준으로 판정합니다. 구성인선은 가공 중 발생하는 현상일 뿐, 그 자체를 공구 수명 종료의 판정 기준으로 삼지는 않습니다.
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6. 볼트나 너트의 체결이 잘 되도록 구멍 주위 부분을 평탄하게 가공하는 드릴가공법은?

  1. 리밍
  2. 태핑
  3. 스폿 페이싱
  4. 보링
(정답률: 44%)
  • 스폿 페이싱은 볼트나 너트의 체결력을 높이기 위해 구멍 주위의 표면을 평탄하게 깎아내는 가공법입니다.

    오답 노트
    리밍: 구멍의 내경을 정밀하게 다듬는 가공
    태핑: 구멍 내부에 나사를 만드는 가공
    보링: 이미 뚫린 구멍을 넓히는 가공
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7. 다음 중 진원도를 표시하는 기호는?

  2. ◎
  3. ○
  4. ⊥
(정답률: 38%)
  • 기하공차에서 진원도는 원형의 형상이 얼마나 완벽한 원에 가까운지를 나타내는 공차이며, 기호로는 ○를 사용합니다.
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8. 에어리 점(airy point)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 중앙의 변형이 최소가 되도록 지지하는 점(A=0.2386L)
  2. 측정면의 양단면이 항상 평형을 유지하도록 지지하는 점(A=0.2113L)
  3. 중립축 상의 변형이 최소가 되도록 지지하는 점(A=2203L)
  4. 전체 길이에 대하여 휨이 최소로 되고 양단과 중앙의 변형이 같도록 지지하는 점(A=02232L)
(정답률: 40%)
  • 에어리 점은 측정면의 양단면이 항상 평형을 유지하도록 지지하는 점을 말하며, 지지점의 위치는 전체 길이 $L$의 $0.2113L$ 지점입니다.
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9. 인발작업에서 지름 5.5mm의 연강와이어를 인발하여 지름 4.5mm로 하였을 때 단면감소율은 약 몇 % 인가?

  1. 25.3
  2. 33.1
  3. 41.8
  4. 49.5
(정답률: 44%)
  • 인발 전후의 단면적 차이를 이용하여 단면감소율을 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{Reduction Rate} = \frac{A - A'}{A} \times 100$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{Reduction Rate} = \frac{5.5^{2} - 4.5^{2}}{5.5^{2}} \times 100$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{Reduction Rate} = 33.1$$
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10. 측정기 중 게이지블록 측정면의 밀착상태, 즉 평면도 검사기구로 적합한 것은?

  1. 정반
  2. 자분탐상법
  3. 옵티컬 플랫
  4. 다이얼 게이지
(정답률: 39%)
  • 옵티컬 플랫은 빛의 간섭 현상을 이용하여 측정면의 평면도와 평행도를 정밀하게 검사하는 기구로, 게이지블록의 밀착 상태를 확인하는 데 가장 적합합니다.
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11. 피복 아크 용접봉에서 피복제의 역할로 틀린 것은?

  1. 아크를 안정하게 한다.
  2. 용착금속을 보호한다.
  3. 용착금속의 급냉을 방지한다.
  4. 스패터의 발생을 많게 한다.
(정답률: 49%)
  • 피복제는 아크 안정, 용착금속 보호, 급냉 방지 및 스패터 억제 등의 역할을 수행합니다.

    오답 노트
    스패터의 발생을 많게 한다: 피복제는 스패터 발생을 억제하는 역할을 합니다.
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12. 소성가공에는 냉간가공과 열간가공이 있다. 열간가공에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고온에서 가공하는 것
  2. 재결정 온도 이상에서 가공하는 것
  3. 가열하면서 가공하는 것
  4. 변태점 이하의 낮은 온도에서 가공하는 것
(정답률: 50%)
  • 열간가공은 금속의 재결정 온도 이상에서 가공하여 가공 경화를 방지하고 성형성을 높이는 공정입니다.
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13. 다음 중 밀링의 공구가 아닌 것은?

  1. 혼
  2. 엔드밀
  3. 메탈 쏘
  4. 더브테일 커터
(정답률: 49%)
  • 밀링 공구는 회전하는 커터를 사용하여 가공하는 도구입니다. 혼(Hone)은 실린더 내부의 정밀 다듬질에 사용하는 연삭 공구이므로 밀링 공구가 아닙니다.

    오답 노트
    엔드밀, 메탈 쏘, 더브테일 커터: 밀링 머신에서 사용하는 대표적인 절삭 공구
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14. 지철 또는 α철이라 하며 0.0025% 이하의 탄소량이 고용된 고용체로 현미경 조직이 백색으로 보이며 무르고 경도와 강도가 작고 상온에서 강자성체인 것은?

  1. 페라이트
  2. 펄라이트
  3. 시멘타이트
  4. 오스테나이트
(정답률: 42%)
  • 페라이트는 탄소 함유량이 매우 적은 $\alpha$철의 고용체로, 상온에서 강자성을 띠며 조직이 백색으로 보이고 경도와 강도가 낮아 무른 성질을 가진 것이 특징입니다.
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15. 다음 표면경화법 중 화학적 방법이 아닌 것은?

  1. 침탄법
  2. 고주파 경화법
  3. 청화법
  4. 질화법
(정답률: 50%)
  • 표면경화법 중 화학적 방법은 탄소나 질소 등의 원소를 표면에 침투시키는 방식입니다. 고주파 경화법은 고주파 유도 가열을 이용한 물리적/열적 처리 방법이므로 화학적 방법에 해당하지 않습니다.

    오답 노트
    침탄법, 청화법, 질화법: 화학 성분을 침투시키는 화학적 경화법
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16. 수공구 취급에 대한 안전수칙으로 적합하지 않은 것은?

  1. 해머는 자루에서 빠지지 않도록 쐐기를 박는다.
  2. 렌치는 자기 몸 쪽에서 바깥쪽으로 미는 방식으로 사용한다.
  3. 드라이버의 날 끝이 흠의 나비와 길이에 맞는 것을 사용한다.
  4. 스크레이퍼 사용 시 한 손으로 일감을 잡는 것은 위험하다.
(정답률: 43%)
  • 렌치를 사용할 때는 몸 쪽으로 당기는 방식으로 사용해야 합니다. 바깥쪽으로 밀어서 사용하다가 렌치가 미끄러지면 주변 구조물이나 본인이 다칠 위험이 크기 때문입니다.
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17. 밀링 작업 시 날 1개당 피드가 0.15mm, 커터날 수 6, 절삭속도 120m/mm, 밀링커터의 직경 100mm일 때, 밀링 머신의 테이블 이송속도는 약 몇 mm/min 인가?

  1. 144
  2. 244
  3. 344
  4. 444
(정답률: 37%)
  • 밀링 머신의 테이블 이송속도는 커터의 회전수, 날 수, 날당 이송량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{\pi \times D \times N}{1000}$$
    $$f = N \times z \times f_z$$
    ② [숫자 대입]
    $$N = \frac{1000 \times 120}{\pi \times 100} = 381.97$$
    $$f = 381.97 \times 6 \times 0.15$$
    ③ [최종 결과]
    $$f = 343.77$$
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18. 테르밋 용접에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기어, 축의 수리, 레일의 접합 등에 사용한다.
  2. Al분말과 산화철을 혼합한 것을 이용한다.
  3. 용접작업이 복잡하면서 고도의 기능이 필요하다.
  4. 점화재료는 과산화바륨, 마그네슘 등의 혼합물을 이용한다.
(정답률: 42%)
  • 테르밋 용접은 알루미늄 분말과 산화철의 화학 반응열을 이용하는 방법으로, 장치가 간단하고 특별한 고도의 숙련 기술이 없어도 작업이 가능합니다.

    오답 노트
    Al분말과 산화철 혼합: 테르밋 반응의 기본 재료입니다.
    과산화바륨, 마그네슘: 반응을 시작시키기 위한 점화제로 사용됩니다.
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19. 선반가공에서 테이퍼 절삭방법이 아닌 것은?

  1. 체이싱 다이얼에 의한 방법
  2. 심압대 편위에 의한 방법
  3. 복식 공구대에 의한 방법
  4. 테이퍼 절삭장치에 의한 방법
(정답률: 37%)
  • 선반의 테이퍼 절삭은 심압대 편위, 복식 공구대 사용, 테이퍼 절삭장치 이용 등의 방법으로 수행합니다.

    오답 노트
    체이싱 다이얼에 의한 방법: 나사 절삭 시 리드(Lead)를 조절하기 위해 사용하는 장치입니다.
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20. 흑연 도가니로에 표시한 규격번호는 무엇을 의미하는가?

  1. 도가니의 중량
  2. 도가니의 높이
  3. 도가니의 내경
  4. 1회 용해할 수 있는 구리의 중량
(정답률: 42%)
  • 흑연 도가니로의 규격번호는 해당 도가니가 한 번에 용해할 수 있는 구리의 중량을 나타내는 표준 지표입니다.
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2과목: 재료역학

21. 한 변의 길이가 a인 정사각형 단면의 중심축에 대한 단면계수는?

  1. a3/32
  2. a3/12
  3. a3/6
  4. a3/3
(정답률: 39%)
  • 정사각형 단면의 단면계수는 단면이차모멘트를 중심축으로부터의 최대 거리로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $Z = \frac{I}{y} = \frac{\frac{a^{4}}{12}}{\frac{a}{2}}$
    ② [숫자 대입] $Z = \frac{a^{4}}{12} \times \frac{2}{a}$
    ③ [최종 결과] $Z = \frac{a^{3}}{6}$
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22. 그림과 같은 하중 상태에 있는 단순보에서 A 지점의 반력 RA는?

  1. P
(정답률: 39%)
  • 보의 지점 B를 기준으로 모멘트 평형 방정식($$\sum M_B = 0$$)을 세워 A 지점의 반력을 구합니다.
    ① [기본 공식] $R_A \times L = P \times \frac{2L}{3} - P \times \frac{L}{3} + P \times 0$
    ② [숫자 대입] $R_A \times L = P \times \frac{L}{3}$
    ③ [최종 결과] $R_A = \frac{1}{3}P$
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23. 그림과 같은 밧줄 AB와 AC가 P = 4kN의 무게를 지탱하고 있다. 밧줄 AB에 생기는 응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 밧줄의 지름 d = 5cm 이다.)

  1. 1.44
  2. 14.4
  3. 2.88
  4. 28.8
(정답률: 24%)
  • 두 밧줄이 대칭으로 하중을 지탱하므로, 수직 방향 힘의 평형 조건을 통해 밧줄의 장력을 구한 뒤 응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{2 \cdot A \cdot \sin(45^{\circ})}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{4000}{2 \times \frac{\pi \times 25^{2}}{4} \times \sin(45^{\circ})}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 1.44$
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24. 단면적 50cm2의 연강봉의 온도 변화량이 20℃가 되어도 길이가 변화하지 않도록 하기 위해서는 250kN의 힘이 필요하다. 이 재료의 선팽창계수 α(/℃)의 값은? (단, 세로탄성계수는 210GPa 이다.)

  1. 0.8 × 10-5
  2. 1.19 × 10-5
  3. 1.5 × 10-5
  4. 1.9 × 10-5
(정답률: 35%)
  • 온도 변화에 의한 열팽창 변형량과 하중에 의한 탄성 변형량이 같아 길이가 변하지 않는 상태의 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\alpha = \frac{P}{A \cdot E \cdot \Delta T}$
    ② [숫자 대입] $\alpha = \frac{250 \times 10^{3}}{50 \times 10^{-4} \times 210 \times 10^{9} \times 20}$
    ③ [최종 결과] $\alpha = 1.19 \times 10^{-5}$
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25. 길이가 6m인 외팔보가 자유단에서 보의 중앙까지 선형적으로 변화하는 하중을 받고 있을 때 이 보에서 발생하는 최대 전단력은 몇 N 인가?

  1. 675
  2. 900
  3. 1350
  4. 2700
(정답률: 22%)
  • 외팔보의 최대 전단력은 고정단에서 발생하며, 이는 보에 작용하는 전체 하중의 합과 같습니다. 하중이 삼각형 분포이므로 삼각형의 면적으로 전체 하중을 구합니다.
    ① [기본 공식] $V_{max} = \frac{1}{2} \times w \times L_{load}$
    ② [숫자 대입] $V_{max} = \frac{1}{2} \times 900 \times 3$
    ③ [최종 결과] $V_{max} = 1350\text{ N}$
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26. 보 AB에 집중 하중 P를 받고 있을 때 굽힘모멘트 선도는?

(정답률: 35%)
  • 단순보의 임의의 지점 C에 집중하중 $P$가 작용할 때, 굽힘모멘트는 하중 작용점 C에서 최대값 $Pab/l$을 가지며 양 끝단 A, B에서는 0이 되는 삼각형 분포를 보입니다.
    따라서 정답은 입니다.
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27. 지름 6cm의 환봉이 1200 N·m의 비틀림 모멘트를 받을 때 이 재료에 발생하는 최대 전단응력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 18.3
  2. 21.3
  3. 24.3
  4. 28.3
(정답률: 19%)
  • 원형 단면의 비틀림 모멘트에 의한 최대 전단응력 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{max} = \frac{16T}{\pi d^3}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{max} = \frac{16 \times 1200}{\pi \times 0.06^3}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = 28.3\text{ MPa}$
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28. 2축 응력상태에 있는 어느 재료에 σx = 40MPa, σy = -20MPa 이 작용하고 있을 때 최대 수직응력(σmax)과 최대 전단응력(τmax)은?

  1. σmax = 40MPa, τmax = 30MPa
  2. σmax = 70MPa, τmax = 45MPa
  3. σmax = 60MPa, τmax = 30MPa
  4. σmax = 45MPa, τmax = 20MPa
(정답률: 26%)
  • 2축 응력 상태에서 최대 수직응력은 작용하는 주응력 중 큰 값이며, 최대 전단응력은 두 주응력 차이의 절반으로 계산합니다.
    ① [최대 수직응력] $\sigma_{max} = \max(\sigma_x, \sigma_y) = 40\text{ MPa}$
    ② [최대 전단응력] $\tau_{max} = \frac{\sigma_x - \sigma_y}{2} = \frac{40 - (-20)}{2}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = 30\text{ MPa}$
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29. 원형단면의 보에 있어서 단면적을 A, 전단력을 V라 하면 최대전단응력은?

  1. 3V/2A
  2. 2V/3A
  3. 3V/4A
  4. 4V/3A
(정답률: 30%)
  • 원형 단면 보의 최대 전단응력은 단면의 중심에서 발생하며, 평균 전단응력의 1.33배가 됩니다.
    따라서 최대 전단응력은 $4V/3A$ 입니다.
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30. 인장강도가 600MPa인 취성 재료를 이용하여 5kN의 허용 하중을 받는 구조물을 만들려고 한다. 안전계수를 2로 할 때 이 재료의 단면적은 약 몇 mm2 인가?

  1. 8.45
  2. 16.67
  3. 32.24
  4. 64.45
(정답률: 30%)
  • 허용 응력은 인장강도를 안전계수로 나눈 값이며, 단면적은 하중을 허용 응력으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$A = \frac{P}{\sigma_{all}} = \frac{P}{\frac{\sigma_u}{S}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = \frac{5 \times 10^3}{\frac{600}{2}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$A = 16.67 \text{ mm}^2$$
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31. 다음 그림과 같은 평면응력상태에서 주응력 σ1와 σ2를 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 22%)
  • 평면응력 상태에서 주응력은 수직응력의 평균값에 최대 전단응력의 크기를 더하거나 빼서 구합니다.
    $$ \sigma_{1,2} = \frac{1}{2}(\sigma_x + \sigma_y) \pm \frac{1}{2}\sqrt{(\sigma_x - \sigma_y)^2 + 4\tau^2} $$
    따라서 정답은 입니다.
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32. 지름 10cm인 중실축이 1000rpm으로 회전하고 있다. 이 차축이 전달시킬 수 있는 최대 동력은 약 몇 kW 인가? (단, 허용 전단응력은 30MPa 로 한다.)

  1. 121
  2. 307
  3. 617
  4. 1215
(정답률: 17%)
  • 축이 전달할 수 있는 최대 동력은 허용 전단응력을 이용해 최대 토크를 구한 뒤, 회전속도를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$P = T \times \omega = (\frac{\pi}{16} d^3 \tau) \times (\frac{2\pi N}{60})$$
    ② [숫자 대입]
    $$P = (\frac{\pi}{16} \times 0.1^3 \times 30 \times 10^6) \times (\frac{2\pi \times 1000}{60})$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 616850 \text{ W} \approx 617 \text{ kW}$$
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33. 프왕송 수를 m, 세로탄성계수를 E, 가로탄성계수 G라 할 때, G를 나타내는 식은?

(정답률: 21%)
  • 가로탄성계수 $G$는 세로탄성계수 $E$와 프왕송 수 $m$의 관계식으로 정의됩니다.
    $$G = \frac{mE}{2(m+1)}$$
    따라서 정답은 입니다.
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34. 균일 단면봉에 그림과 같은 하중이 작용할 때 L2부분에 발생하는 내력의 크기와 방향은?

  1. 1500N, 인장
  2. 1500N, 압축
  3. 500N, 인장
  4. 500N, 압축
(정답률: 34%)
  • 자유체도법을 이용하여 $L_2$ 구간의 내력을 분석합니다. 왼쪽 끝에서 $2000\text{N}$의 인장력이 작용하고, $L_1$과 $L_2$ 경계에서 $1500\text{N}$의 압축력이 작용하므로, $L_2$ 구간의 알짜 내력은 $2000 - 1500 = 500\text{N}$이며 방향은 인장 방향입니다.
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35. 코일 스프링에 500N의 힘을 작용시켰더니 3.0cm가 줄었다. 이때 스프링에 저장된 탄성에너지는 몇 N·m 인가?

  1. 6.0
  2. 7.5
  3. 15.0
  4. 30.0
(정답률: 24%)
  • 탄성 에너지는 힘과 변위의 곱의 절반으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $U = \frac{1}{2} P \delta$
    ② [숫자 대입] $U = \frac{1}{2} \times 500 \times 0.03$
    ③ [최종 결과] $U = 7.5$
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36. 굽힘응력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 굽힘모멘트에 비례한다.
  2. 단면계수에 비례한다.
  3. 단면 2차 모멘트에 반비례한다.
  4. 중립축으로부터 멀어질수록 응력이 커진다.
(정답률: 24%)
  • 굽힘응력 $\sigma_b$는 굽힘모멘트 $M$에 비례하고 단면계수 $Z$에 반비례합니다.

    오답 노트
    단면계수에 비례한다: 단면계수에 반비례함
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37. 길이가 60cm인 강철봉이 인장력을 받아서 0.06cm 신장되었다. 봉의 체적이 400cm3 일 때 인장력의 크기는 약 몇 kN 인가? (단, 세로탄성계수는 210GPa 이다.)

  1. 100
  2. 120
  3. 140
  4. 160
(정답률: 20%)
  • 세로탄성계수 $E$와 응력 $\sigma$, 변형률 $\epsilon$의 관계를 이용하여 인장력을 구합니다. 단면적 $A$는 체적 $V$를 길이 $L$로 나누어 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = E \times \frac{A \times \delta}{L} = E \times \frac{V \times \delta}{L^2}$
    ② [숫자 대입] $P = 210 \times 10^9 \times \frac{400 \times 10^{-6} \times 0.0006}{0.6^2}$
    ③ [최종 결과] $P = 140000 \text{ N} = 140 \text{ kN}$
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38. 축 방향으로 인장응력 σ가 작용할 때 최대 전단응력(τmax)와 크기와 최대 전단응력이 생기는 각도(축 방향에 대한)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. θ = 90°의 단면에 생기고, τmax = σ/2 이다.
  2. θ = 90°의 단면에 생기고, τmax = σ 이다.
  3. θ = 45°의 단면에 생기고, τmax = σ/3 이다.
  4. θ = 45°의 단면에 생기고, τmax = σ/2 이다.
(정답률: 17%)
  • 단축 인장응력 $\sigma$가 작용할 때, 최대 전단응력은 축 방향과 $45^{\circ}$ 각도를 이루는 평면에서 발생하며 그 크기는 인장응력의 절반입니다.
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39. 그림과 같이 길이 80cm인 외팔보가 50N/cm의 균일분포 하중을 받고 있을 때 자유단의 처짐을 0이 되게 하기 위해서는 집중하중 P의 값을 몇 N으로 하면 되는가?

  1. 800
  2. 1500
  3. 1800
  4. 2000
(정답률: 27%)
  • 균일분포 하중에 의한 처짐량과 집중하중에 의한 처짐량이 같아 서로 상쇄되어 자유단의 처짐이 0이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{wL^4}{8EI} = \frac{PL^3}{3EI}$
    ② [숫자 대입] $\frac{50 \times 80^4}{8} = \frac{P \times 80^3}{3}$
    ③ [최종 결과] $P = 1500$
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40. 지름 100mm, 길이 2m인 기둥의 세장비는?

  1. 20
  2. 40
  3. 80
  4. 120
(정답률: 30%)
  • 세장비는 기둥의 길이를 단면의 최소 회전반경으로 나눈 값으로, 원형 단면의 경우 회전반경은 지름의 4분의 1입니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{L}{r} = \frac{L}{\frac{d}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \frac{2000}{\frac{100}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 80$
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 0.4%C의 탄소강을 950℃로 가열하여 일정시간 충분히 유지시킨 후 상온까지 서서히 냉각시켰을 때의 상온 조직은?

  1. 페라이트 + 펄라이트
  2. 페라이트 + 소르바이트
  3. 시멘타이트 + 펄라이트
  4. 시멘타이트 + 소르바이트
(정답률: 36%)
  • 0.4%C 탄소강은 아공석강에 해당하며, 이를 고온 가열 후 서서히 냉각(풀림)시키면 평형 상태의 조직인 페라이트와 펄라이트의 혼합 조직이 형성됩니다.
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42. 다음 중 열처리에서 풀림의 목적과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 조직의 균질화
  2. 냉간 가공성 향상
  3. 재질의 경화
  4. 잔류 응력 제거
(정답률: 42%)
  • 풀림은 금속 재료를 가열 후 서서히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 조직을 부드럽게 만드는 열처리입니다.
    재질의 경화는 퀜칭(담금질)의 목적이며, 풀림은 오히려 경도를 낮추어 가공성을 높이는 것이 목적입니다.

    오답 노트
    조직의 균질화, 냉간 가공성 향상, 잔류 응력 제거: 모두 풀림의 주요 목적입니다.
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43. 7:3 황동에 Sn을 1% 첨가한 것으로 전연성이 우수하여 관 또는 판을 만들어 증발기와 열교환기 등에 사용되는 것은?

  1. 에드미럴티 황동
  2. 네이벌 황동
  3. 알루미늄 황동
  4. 망간 황동
(정답률: 33%)
  • 에드미럴티 황동은 $7:3$ 황동(Cu-Zn)에 Sn $1\%$를 첨가하여 내식성과 전연성을 높인 합금으로, 주로 증발기나 열교환기의 관 및 판재로 사용됩니다.
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44. Fe에 Ni이 42~48%가 합금화된 재료로 전등의 백금선에 대용되는 것은?

  1. 콘스탄탄
  2. 백동
  3. 모넬메탈
  4. 플래티나이트
(정답률: 30%)
  • 플래티나이트는 Fe에 Ni을 $42\sim 48\%$ 합금화한 재료로, 백금과 성질이 유사하여 전등의 백금선 대용품으로 사용됩니다.
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45. 다공질 잴에 윤활유를 흡수시켜 계속해서 급유하지 않아도 되는 베어링 합금은?

  1. 켈밋
  2. 루기메탈
  3. 오일라이트
  4. 하이드로날륨
(정답률: 39%)
  • 오일라이트는 다공질의 소결 합금으로, 내부에 윤활유를 흡수시켜 보유하고 있다가 사용 중에 서서히 방출하므로 계속해서 급유하지 않아도 되는 자가 윤활 베어링 재료입니다.
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46. 주철을 파면에 따라 분류할 때 해당되지 않는 것은?

  1. 회주철
  2. 가단주철
  3. 반주철
  4. 백주철
(정답률: 29%)
  • 주철은 파면의 색상에 따라 회주철, 백주철, 반주철로 분류합니다.

    오답 노트
    가단주철: 파면의 색상이 아니라 백주철을 열처리하여 충격성을 부여한 조직적 분류에 해당합니다.
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47. 18-8형 스테인리스강의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 합금성분은 Fe를 기반으로 Cr 18%, Ni 8% 이다.
  2. 비자성체이다.
  3. 오스테나이트계이다.
  4. 탄소를 다량 첨가하면 피팅 부식을 방지할 수 있다.
(정답률: 32%)
  • 18-8형 스테인리스강은 Cr $18\%$, Ni $8\%$가 함유된 오스테나이트계 비자성강입니다.
    탄소를 다량 첨가하면 크롬 탄화물이 형성되어 내식성이 저하되고 피팅 부식이 촉진되므로, 오히려 탄소 함량을 낮추어야 부식을 방지할 수 있습니다.
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48. 다음 중 소결정질합금이 아닌 것은?

  1. 위디아(Widia)
  2. 탕갈로이(Tungaloy)
  3. 카보로이(Carboloy)
  4. 코비탈륨(Cobitalium)
(정답률: 30%)
  • 위디아, 탕갈로이, 카보로이 등은 텅스텐 카바이드(WC)를 주성분으로 하는 대표적인 소결정질 초경합금입니다. 코비탈륨은 이에 해당하지 않습니다.
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49. 열가소성 재료의 유동성을 측정하는 시험방법은?

  1. 뉴턴 인덱스법
  2. 멜트 인덱스법
  3. 캐스팅 인덱스법
  4. 샤르피 시험법
(정답률: 33%)
  • 멜트 인덱스법(Melt Index)은 일정 온도와 하중 조건에서 용융된 수지가 일정 시간 동안 압출되는 양을 측정하여 열가소성 재료의 유동성을 평가하는 방법입니다.

    오답 노트
    샤르피 시험법: 재료의 충격 강도를 측정하는 시험입니다.
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50. 순철의 변태에서 α-Fe이 γ-Fe로 변화하는 변태는?

  1. A1 변태
  2. A2 변태
  3. A3 변태
  4. A4 변태
(정답률: 34%)
  • 순철의 가열 시 $\alpha\text{-Fe}$(페라이트)가 $\gamma\text{-Fe}$(오스테나이트)로 변하는 변태를 $A_3$ 변태라고 합니다.
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51. 용접이음의 단점에 속하지 않는 것은?

  1. 내부 결함이 생기기 쉽고 정확한 검사가 어렵다.
  2. 다른 이음작업과 비교하여 작업 공정이 많은 편이다.
  3. 용접공의 기능에 따라 용접부의 강도가 좌우된다.
  4. 잔류응력이 발생하기 쉬워서 이를 제거하는 작업이 필요하다.
(정답률: 38%)
  • 용접이음은 다른 이음 방식(리벳, 볼트 등)에 비해 부품 수를 줄일 수 있고 기밀성이 좋아 작업 공정이 단순하고 효율적이라는 장점이 있습니다.

    오답 노트
    내부 결함 발생 및 검사 어려움, 용접공의 숙련도 의존성, 잔류응력 발생은 모두 용접이음의 대표적인 단점입니다.
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52. 어떤 블록 브레이크 장치가 5.5kW의 동력을 제동할 수 있다. 브레이크 블록의 길이가 80mm, 폭이 20mm라면 이 브레이크의 용량은 몇 MPa·m/s인가?

  1. 3.4
  2. 4.2
  3. 5.9
  4. 7.3
(정답률: 17%)
  • 브레이크 용량은 단위 면적당 제동 동력을 의미하며, 제동 면적과 동력의 관계를 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{P}{A}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{5.5}{0.08 \times 0.02}$
    ③ [최종 결과] $C = 3437.5$ (단위 환산 시 $3.4 \text{ MPa}\cdot\text{m/s}$)
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53. 8m/s의 속도로 15kW의 동력을 전달하는 평벨트의 이완측 장력(N)은? (단, 긴장측의 장력은 이완측 장력의 3배이고, 원심력은 무시한다.)

  1. 938
  2. 1471
  3. 1961
  4. 2942
(정답률: 11%)
  • 벨트의 전달 동력은 긴장측과 이완측의 장력 차이에 속도를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = (T_1 - T_2) v$
    ② [숫자 대입] $15000 = (3T_2 - T_2) \times 8$
    ③ [최종 결과] $T_2 = 937.5$
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54. 스프링 종류 중 하나인 고무 스프링(rubber spring)의 일반적인 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 여러 방향으로 오는 하중에 대한 방진이나 감쇠가 하나의 고무로 가능하다.
  2. 형상을 자유롭게 선택할 수 있고, 다양한 용도로 적용이 가능하다.
  3. 방진 및 방음 효과가 우수하다.
  4. 저온에서의 방진 능력이 우수하여 –10℃ 이하의 저온저장고 방진장치에 주로 사용된다.
(정답률: 32%)
  • 고무 스프링은 방진, 방음 효과가 우수하고 형상 설계가 자유롭지만, 저온에서는 고무가 딱딱해지는 경화 현상이 발생하여 방진 능력이 급격히 떨어집니다.

    오답 노트
    저온에서의 방진 능력: 저온에서는 탄성이 저하되어 방진 능력이 떨어짐
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55. 나사의 종류 중 먼지, 모래 등이 나사산 사이에 들어가도 나사의 작동에 별로 영향을 주지 않으므로 전구와 소켓의 결합부, 또는 호스의 이음부에 주로 사용되는 나사는?

  1. 사다리꼴나사
  2. 톱니나사
  3. 유니파이 보통나사
  4. 둥근나사
(정답률: 42%)
  • 둥근나사는 나사산의 모양이 둥글어 먼지나 모래 같은 이물질이 끼어도 작동에 영향이 적으며, 전구 소켓이나 호스 이음부처럼 탈부착이 잦은 곳에 주로 사용됩니다.
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56. 축을 형상에 따라 분류할 경우 이에 해당되지 않는 것은?

  1. 크랭크축
  2. 차축
  3. 직선축
  4. 유연성축
(정답률: 33%)
  • 축의 형상에 따른 분류에는 직선축, 크랭크축, 유연성축 등이 포함됩니다. 차축은 형상이 아닌 용도에 따른 분류에 해당하므로 형상 분류에 포함되지 않습니다.
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57. 45kN의 하중을 받는 엔드 저널의 지름은 약 몇 mm 인가? (단, 저널의 지름과 길이의 비 길이/지름=1.5 이고, 저널이 받는 평균압력은 5MPa 이다.)

  1. 70.9
  2. 74.6
  3. 77.5
  4. 82.4
(정답률: 17%)
  • 저널의 평균 압력 공식에서 지름 $d$와 길이 $l$의 관계식을 대입하여 지름을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{W}{d \times l} = \frac{W}{d \times (1.5d)}$
    ② [숫자 대입] $5 \times 10^6 = \frac{45 \times 10^3}{1.5 d^2}$
    ③ [최종 결과] $d = 77.5 \text{ mm}$
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58. 회전수 1500rpm, 축의 직경 110mm인 묻힘키를 설계하려고 한다. 폭이 28mm, 높이가 18mm, 길이가 300mm일 때 묻힘키가 전달할 수 있는 최대 동력(kW)은? (단, 키의 허용전단응력 τa = 40MPa 이며, 키의 허용전단응력만을 고려한다.)

  1. 933
  2. 1265
  3. 2903
  4. 3759
(정답률: 20%)
  • 전달 동력은 토크와 각속도의 곱으로 계산하며, 토크는 키의 전단 응력과 전단 면적, 그리고 축 반지름의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $P = T \times \omega = (\tau \times b \times l \times \frac{d}{2}) \times \frac{2 \pi N}{60}$
    ② [숫자 대입] $P = (40 \times 10^6 \times 0.028 \times 0.3 \times \frac{0.11}{2}) \times \frac{2 \pi \times 1500}{60}$
    ③ [최종 결과] $P = 2903 \text{ kW}$
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59. 기어 절삭에서 언더컷을 방지하기 위한 방법으로 옳은 것은?

  1. 기어의 이 높이를 낮게, 압력각은 작게 한다.
  2. 기어의 이 높이를 낮게, 압력각은 크게 한다.
  3. 기어의 이 높이를 높게, 압력각은 작게 한다.
  4. 기어의 이 높이를 높게, 압력각은 크게 한다.
(정답률: 34%)
  • 기어 절삭 시 이뿌리 부분이 과하게 깎이는 언더컷을 방지하려면, 잇높이를 낮추어 절삭 깊이를 줄이고 압력각을 크게 하여 공구의 간섭을 최소화해야 합니다.
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60. 외경 10cm, 내경 5cm의 속빈 원통이 축 방향으로 100kN의 인장 하중을 받고 있다. 이 때 축 방향 변형률은? (단, 이 원통의 세로탄성계수는 120 GPa 이다.)

  1. 1.415×10-4
  2. 2.1415×10-4
  3. 1.415×10-3
  4. 2.415×10-3
(정답률: 22%)
  • 축 방향 변형률은 응력을 세로탄성계수로 나누어 계산합니다. 먼저 속빈 원통의 단면적 $A$를 구한 뒤, 하중 $P$를 단면적으로 나누어 응력을 구하고 이를 탄성계수 $E$로 나눕니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{P}{A \times E} = \frac{P}{\frac{\pi}{4}(D^2 - d^2) \times E}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{100 \times 10^3}{\frac{\pi}{4}(0.1^2 - 0.05^2) \times 120 \times 10^9}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 1.415 \times 10^{-4}$
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4과목: 유압기기 및 건설기계일반

61. 유압작동유가 구비해야 할 조건으로 적절하지 않은 것은?

  1. 비압축성일 것
  2. 점도지수가 작을 것
  3. 화학적으로 안정적일 것
  4. 압력변화에 따른 체적변화가 작을 것
(정답률: 31%)
  • 유압작동유는 온도 변화에 따른 점도 변화가 적어야 하므로, 점도지수가 커야 온도 변화에도 안정적인 윤활 및 작동 성능을 유지할 수 있습니다.

    오답 노트
    비압축성, 화학적 안정성, 작은 체적변화: 작동유가 갖추어야 할 필수적인 기본 특성입니다.
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62. 실린더의 선정 시 주의사항으로 적절하지 않은 것은?

  1. 행정 길이가 긴 경우는 로드의 강도를 고려한다.
  2. 충격에 대한 완충 능력이 부족하다면 외부 완충기의 설치를 검토한다.
  3. 부하에 대한 실린더 길이의 선정 기준으로 좌굴 강도를 기준으로 할 수 있다.
  4. 빠른 속도를 필요로 하는 경우 부항류을 크게 잡는다.
(정답률: 26%)
  • 실린더의 속도를 높이기 위해서는 유량 공급을 늘려야 하며, 부하류(부하 측 유량)를 크게 잡는 것이 아니라 공급 유량을 최적화하고 배출 저항을 줄여야 합니다.
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63. 아래 기호의 명칭은?

  1. 무부하 밸브
  2. 감압 밸브
  3. 체크 밸브
  4. 릴리프 밸브
(정답률: 37%)
  • 제시된 기호 는 유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하고 반대 방향으로는 흐르지 못하게 차단하는 체크 밸브의 표준 기호입니다.
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64. 다음 전환밸브의 기호가 나타내는 포트수와 위치수로 옳은 것은?

  1. 2포트 2위치 밸브
  2. 4포트 2위치 밸브
  3. 2포트 4위치 밸브
  4. 4포트 4위치 밸브
(정답률: 40%)
  • 제시된 기호 에서 사각형의 개수는 위치수를, 사각형 외부의 연결선 수는 포트수를 의미합니다.
    사각형이 2개이므로 2위치이며, 상하로 연결된 선이 총 4개이므로 4포트 밸브입니다.
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65. 펌프의 보조로 사용하며, 유압 에너지를 축적하고 압력을 보상해주는 기기는?

  1. 어큐뮬레이터
  2. 스트레이너
  3. 개스킷
  4. 오일 쿨러
(정답률: 37%)
  • 어큐뮬레이터는 유압 회로에서 유압 에너지를 축적하여 필요 시 보충하거나, 압력 변동을 흡수하여 시스템의 압력을 일정하게 보상해주는 역할을 합니다.
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66. 아래 기호의 명칭은?

  1. 단동 실린더
  2. 공기압 모터
  3. 유압 모터
  4. 유압 펌프
(정답률: 21%)
  • 기호는 원형 내부에 흐름 방향을 나타내는 삼각형이 있고, 회전축 표시가 결합된 형태로 유압 펌프를 상징합니다.
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67. 체크밸브, 릴리프 밸브 등에서 압력이 상승하고 밸브가 열리기 시작하여 어느 일정한 흐름의 양이 인정되는 압력은?

  1. 오버라이드 압력
  2. 오리피스 압력
  3. 크래킹 압력
  4. 리시드 압력
(정답률: 25%)
  • 크래킹 압력은 릴리프 밸브나 체크 밸브에서 밸브 시트가 막혀 있다가 압력이 상승하여 밸브가 처음으로 열리기 시작하는 시점의 압력을 의미합니다.
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68. 유압 장치의 특징으로 적절하지 않은 것은?

  1. 무단 변속이 가능하다.
  2. 고압에서 누유의 위험이 있다.
  3. 오일에 기포가 섞여 작동이 불량할 수 있다.
  4. 먼지나 이물질에 의한 고장의 우려가 없다.
(정답률: 48%)
  • 유압 장치는 작동유를 매개체로 하므로, 외부에서 유입된 먼지나 이물질이 밸브나 펌프의 정밀한 부품에 손상을 주어 고장의 원인이 될 수 있습니다.
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69. 펌프 토출량이 0.01m3/s이고, 사용하는 유압 실린더의 피스톤 직경이 85mm일 경우 이유압 실린더의 전진운동 속도는 약 몇 m/s 인가?

  1. 0.88
  2. 1.76
  3. 3.52
  4. 5.28
(정답률: 23%)
  • 유압 실린더의 속도는 펌프의 토출량을 피스톤의 단면적으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{0.01}{\frac{3.14 \times 0.085^{2}}{4}}$
    ③ [최종 결과] $v = 1.76$
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70. 다른 수압 면적을 가진 유압 실린더 등을 사용하여 시스템의 일부 압력을 높여주는 회로로 가장 적합한 것은?

  1. 중압 회로
  2. 서지 회로
  3. 감압 회로
  4. 무부하 회로
(정답률: 36%)
  • 중압 회로는 서로 다른 수압 면적을 가진 실린더를 조합하여, 시스템의 특정 부분에서 압력을 원래의 공급 압력보다 더 높게 상승시키는 회로입니다.
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71. 지게차에서 사용하는 작업장치 중 고르지 못한 노면이나 경사지 등에서 깨지기 쉬운 화물 및 불안전한 화물의 낙하를 방지하기 위해 포크 상단에 상하 작동할 수 있도록 압력판을 부착한 것은?

  1. 힌지드 버킷
  2. 블록 클램프
  3. 로드 스테빌라이저
  4. 사이드 시프트 마스크
(정답률: 27%)
  • 로드 스테빌라이저는 포크 상단에 압력판을 부착하여, 경사지나 고르지 못한 노면에서 화물이 낙하하는 것을 방지하는 지게차 작업장치입니다.
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72. 도로 포장 및 다짐 건설기계가 아닌 것은?

  1. 롤러
  2. 왜건
  3. 아스팔트 피니셔
  4. 콘크리트 피니셔
(정답률: 47%)
  • 왜건은 자재 운반을 위한 운반 기계이며, 롤러, 아스팔트 피니셔, 콘크리트 피니셔는 도로의 포장 및 다짐을 수행하는 전용 건설기계입니다.

    오답 노트
    왜건: 운반 기계
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73. 진동과 충격을 억제하기 위해 사용되는 방진기, 완충기와 같은 배관의 지지 장치는?

  1. 행거
  2. 서포트
  3. 브레이스
  4. 레스트레인트
(정답률: 29%)
  • 브레이스는 배관의 진동과 충격을 억제하고 지지하기 위해 사용되는 완충 및 방진 목적의 지지 장치입니다.
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74. 기중기에서 기둥박기, 건물의 기초공사에 사용되는 작업장치는?

  1. 훅
  2. 셔블
  3. 드래그 라인
  4. 파일 드라이버
(정답률: 36%)
  • 파일 드라이버는 말뚝을 지면에 박아 넣는 장치로, 기중기에 부착하여 기둥박기나 건물의 기초공사에 사용되는 대표적인 작업장치입니다.
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75. 평탄 작업, 경사면 절삭, 배수로 굴착 등을 할 수 있으며, 장비 규격은 블레이드(배토판)의 길이로 나타내는 건설기계는?

  1. 지게차
  2. 타워크레인
  3. 모터 그레이더
  4. 아스팔트 살포기
(정답률: 45%)
  • 모터 그레이더는 장비 중앙에 위치한 블레이드(배토판)를 이용하여 평탄 작업, 경사면 절삭, 배수로 굴착 등을 수행하는 건설기계이며, 장비의 규격은 블레이드의 길이로 결정합니다.
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76. 무한궤도식(크롤러형)과 비교한 타이어식(휠형) 굴삭기의 특징으로 적절하지 않은 것은?

  1. 기동성이 좋다.
  2. 주행저항이 크다.
  3. 견인력이 약하다.
  4. 암석, 암반지대에서 작업할 때 타이어가 손상되기 쉽다.
(정답률: 38%)
  • 타이어식 굴삭기는 무한궤도식에 비해 접지압이 높고 지면과의 마찰이 적어 주행저항이 작고 기동성이 뛰어난 것이 특징입니다.

    오답 노트
    견인력 약함: 접지 면적이 좁아 궤도식보다 약함
    타이어 손상: 암반 지대에서 펑크 위험 높음
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77. 8톤의 짐을 2m/s의 속도로 견인할 때 필요한 동력은 약 몇 kW 인가? (단, 견인 마찰 계수는 0.15 이다.)

  1. 19.9
  2. 23.5
  3. 28.7
  4. 32.1
(정답률: 28%)
  • 견인 시 필요한 동력은 견인 저항력(무게 × 마찰계수)에 속도를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = m \times g \times \mu \times v$
    ② [숫자 대입] $P = 8000 \times 9.8 \times 0.15 \times 2$
    ③ [최종 결과] $P = 23.52 \text{ kW}$
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78. 준설선의 종류가 아닌 것은?

  1. 버킷 준설선
  2. 디퍼 준설선
  3. 그래브 준설선
  4. 샌드 드레인 준설선
(정답률: 28%)
  • 준설선은 바닥의 흙이나 모래를 파내는 장비로 버킷, 디퍼, 그래브 준설선 등이 있습니다. 샌드 드레인은 연약 지반의 개량 및 압밀 촉진을 위해 모래 기둥을 형성하는 지반 개량 공법의 명칭입니다.
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79. 모터 그레이더의 주행 동력 전달장치 구성품이 아닌 것은?

  1. 아우트리거
  2. 클러치
  3. 변속기
  4. 탠덤 드라이브장치
(정답률: 36%)
  • 모터 그레이더의 주행 동력 전달장치는 클러치, 변속기, 탠덤 드라이브장치 등으로 구성됩니다. 아우트리거는 장비의 전도 방지와 수평 유지를 위해 지면에 고정하는 지지 장치이므로 주행 동력 전달과는 무관합니다.
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80. 굴삭기의 3대 주요부로 적절하지 않은 것은?

  1. 중간 구동체
  2. 작업장치
  3. 상부 회전체
  4. 하부 주행체
(정답률: 28%)
  • 굴삭기의 3대 주요부는 상부 회전체, 하부 주행체, 그리고 작업장치로 구성됩니다.

    오답 노트
    중간 구동체: 굴삭기의 주요 구성 요소에 해당하지 않습니다.
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