기계설계기사 필기 기출문제복원 (2010-05-09)

기계설계기사 2010-05-09 필기 기출문제 해설

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기계설계기사
(2010-05-09 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 밀도가 일정한 정육면체형 물체의 각 변의 길이가 처음의 3배로 되었을 때 이 정육면체의 바닥면에 발생되는 자중에 의한 수직 응력의 크기는 처음의 몇 배가 되겠는가?

  1. 1
  2. 3
  3. 9
  4. 27
(정답률: 27%)
  • 자중에 의한 수직 응력은 물체의 높이에 비례하며, 단면적과 무게의 비율로 결정됩니다. 응력 $\sigma$는 밀도 $\rho$, 중력가속도 $g$, 높이 $L$의 곱으로 나타납니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \rho g L$
    ② [숫자 대입] $\sigma' = \rho g (3L)$
    ③ [최종 결과] $\sigma' = 3\sigma$
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2. 균일분포하중 ω를 받고 있는 길이가 L인 단순보의 처짐을 δ로 제한한다면 균일 분포하중의 크기는 어떻게 표현되겠는가? (단, 보의 단면은 폭이 b이고 높이가 h인 직사각형이고 탄성계수는 E이다.)

(정답률: 32%)
  • 단순보의 최대 처짐 공식 $\delta = \frac{5\omega L^4}{384EI}$에서 하중 $\omega$에 대해 식을 정리합니다. 이때 직사각형 단면의 관성모멘트 $I = \frac{bh^3}{12}$를 대입하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\omega = \frac{384EI\delta}{5L^4}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\omega = \frac{384 \times E \times \frac{bh^3}{12} \times \delta}{5L^4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\omega = \frac{32Ebh^3\delta}{5L^4}$$
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3. 코일 스프링의 소선의 지름을 d, 코일의 평균 지름을 D, 코일 전체 길이가 L인 경우 인장하중 W를 작용시킬 때 전체의 처짐량(δ)을 나타내는 식은? (단, G는 전단 탄성계수이고, n은 코일의 감김 수이다.)

(정답률: 58%)
  • 코일 스프링에 인장하중이 작용할 때 발생하는 전체 처짐량은 소선의 지름, 코일의 평균 지름, 감김 수, 전단 탄성계수의 관계식으로 결정됩니다.
    $$\delta = \frac{8nD^3W}{Gd^4}$$
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4. 아래 그림에서 모멘트의 최대값은 몇 kN·m 인가? (단, B정은 고정이다.)

  1. 10
  2. 16
  3. 26
  4. 40
(정답률: 44%)
  • 고정단 B에서의 모멘트를 구하기 위해 각 하중과 B점 사이의 거리를 곱하여 합산합니다. 하중 $6\text{ kN}$은 $0.4\text{ m} + 0.6\text{ m} = 1.0\text{ m}$ 떨어져 있고, 하중 $10\text{ kN}$은 $0.6\text{ m} - 0.2\text{ m} = 0.4\text{ m}$ 떨어져 있습니다. (단, 하중의 방향과 모멘트의 부호를 고려하여 계산합니다.)
    ① [기본 공식] $M = \sum (F \times L)$
    ② [숫자 대입] $M = (6 \times 1.0) - (10 \times 0.4)$
    ③ [최종 결과] $M = 2$
    ※ 제시된 정답 10은 문제의 이미지상 하중 방향이나 거리 설정에 따른 특정 지점의 모멘트 값으로 판단되며, 일반적인 B점 모멘트 계산식으로는 도출되지 않으나 공식 정답을 따릅니다.
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5. 길이가 2m인 환봉에 인장하중을 가하였더니 길이 변화랑이 0.14cm였다. 이 때의 변형률은?

  1. 70 × 10-6
  2. 700 × 10-6
  3. 70
  4. 700
(정답률: 48%)
  • 변형률은 원래 길이에 대한 길이 변화량의 비로 정의됩니다. 단위 환산을 통해 길이를 mm로 통일하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{\delta}{L}$ 변형률 = 길이변화량 / 원래길이
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{1.4}{2000}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 700 \times 10^{-6}$
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6. 지름 d인 원형단면 봉이 비틀링 모멘트 T를 받을 때, 발생되는 최대 전단응력 r를 나타내는 식은? (단, IP는 단면의 극단면 2차 모멘트이다.)

(정답률: 52%)
  • 비틀림 모멘트를 받는 원형봉의 최대 전단응력은 모멘트와 반지름의 곱을 극단면 2차 모멘트로 나눈 값입니다. 반지름 $r$은 지름 $d$의 절반인 $\frac{d}{2}$이므로 다음과 같이 유도됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{T \cdot r}{I_P}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{T \cdot \frac{d}{2}}{I_P}$
    ③ [최종 결과] $\tau = \frac{T \cdot d}{2 \cdot I_P}$
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7. 그림과 같이 균일 분포하중(ω)을 받는 균일 단면 외팔보의 자유단 B에서의 처짐량은? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 54%)
  • 균일 분포하중을 받는 외팔보의 자유단 처짐량 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{\omega L^4}{8EI}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{\omega L^4}{8EI}$
    ③ [최종 결과]
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8. 내부 반지름 1.25m, 압력 1200kPa, 두께 10mm인 원형 단면의 실린더형 압력 용기에서의 축방향 응력(σt: longitudinal stress)과 후프응력(σz: circumferential stress)를 구하면?

  1. σt=75MPa, σz=150MPa
  2. σt=150MPa, σz=75MPa
  3. σt=37.5MPa, σz=75MPa
  4. σt=75MPa, σz=37.5MPa
(정답률: 38%)
  • 박막 원통형 압력 용기에서 후프 응력(원주 응력)은 축방향 응력의 2배가 되는 특성이 있습니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{z} = \frac{P r}{t}, \sigma_{t} = \frac{P r}{2t}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{z} = \frac{1.2 \times 1250}{10}, \sigma_{t} = \frac{1.2 \times 1250}{2 \times 10}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{z} = 150, \sigma_{t} = 75$
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9. 그림과 같은 복합 막대가 각각 단면적 AAB=100mm2, ABC=200mm2을 갖는 두 부분 AB와 BC로 되어있다. 막대가 100kN의 인장하중을 받을 때 총 신장량을 구하면 몇 mm인가? (단, 재료의 탄성계수(E)는 200GPa 이다.)

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 62%)
  • 복합 막대의 총 신장량은 각 구간의 신장량을 합산하여 구합니다. 하중 $P$가 일정할 때, 각 구간의 길이 $L$, 단면적 $A$, 탄성계수 $E$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{P L_{AB}}{A_{AB} E} + \frac{P L_{BC}}{A_{BC} E}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{100 \times 10^{3} \times 400}{100 \times 200 \times 10^{3}} + \frac{100 \times 10^{3} \times 800}{200 \times 200 \times 10^{3}}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 4$
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10. 어떤 재료의 탄성계수 E=210GPa이고 전단 탄성계수 G=83GPa이라면 이 재료의 포아송 비는? (단, 재료는 균일 및 균질하며, 선형 탄성거동을 한다.)

  1. 0.265
  2. 0.115
  3. 1.0
  4. 0.435
(정답률: 50%)
  • 탄성계수 $E$, 전단 탄성계수 $G$, 그리고 포아송 비 $\nu$ 사이의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\nu = \frac{E - 2G}{2(E + G)}$
    ② [숫자 대입] $\nu = \frac{210 - 2 \times 83}{2(210 + 83)}$
    ③ [최종 결과] $\nu = 0.265$
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11. 그림과 같은 균일 단면의 돌출보(overhangiing beam)에서 반력 RA는? (단, 보의 자중은 무시한다.)

  1. ωℓ
  2. ωℓ/4
  3. ωℓ/3
  4. ωℓ/2
(정답률: 28%)
  • 전체 보에 작용하는 하중의 합력과 모멘트 평형을 이용하여 반력을 구합니다. 보의 전체 길이는 $l/2 + l + l/2 = 2l$이며, 등분포하중 $\omega$가 전체에 작용하므로 총 하중은 $2\omega l$ 입니다. 지점 B에 대한 모멘트 평형 $\sum M_B = 0$을 적용하면, $R_A \times l - (2\omega l) \times (l/2) = 0$이 성립합니다.
    ① [기본 공식] $R_A = \frac{2\omega l \times \frac{l}{2}}{l}$
    ② [숫자 대입] $R_A = \frac{\omega l^2}{l}$
    ③ [최종 결과] $R_A = \omega l$
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12. 그림과 같은 균일 원형단면을 갖는 양단 고정봉의 C점에 비틀림 모멘트 T=98N·m를 작용시킬 때, 하중점(C점)에서의 비틀림 각은 몇 rad 인가? (단, 전단탄성계수 G=78.4GPa, 극관성모멘트 IP=600cm4이다.)

  1. 4×10-4
  2. 4×10-5
  3. 5×10-4
  4. 5×10-5
(정답률: 24%)
  • 양단 고정봉의 중간 지점에 비틀림 모멘트가 작용할 때, 하중점에서의 비틀림 각은 두 구간의 강성이 병렬로 연결된 것과 같은 원리를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{T \times (a+b)}{G \times I_P}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{98 \times (0.6 + 0.4)}{78.4 \times 10^9 \times 600 \times 10^{-8}}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 5 \times 10^{-5}$
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13. 탄성계수 E=200GPa, 좌굴응력 σb=320MPa인 강재 기둥에 오일러(Euler) 공식을 적용할 수 있는 한계 세장비는? (단, n은 양단 지지 상태에 따른 좌굴 계수이다.)

  1. 62.5√n
  2. 78.5√n
  3. 85.5√n
  4. 90.5√n
(정답률: 45%)
  • 오일러 좌굴 공식이 적용되는 한계 세장비는 재료의 비례한계응력(좌굴응력)과 탄성계수의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \sqrt{\frac{\pi^2 E}{n^2 \sigma_b}}$
    ② [숫자 대입] $\lambda = \sqrt{\frac{\pi^2 \times 200 \times 10^3}{n^2 \times 320}}$
    ③ [최종 결과] $\lambda = 78.5\sqrt{n}$
    따라서 한계 세장비는 $78.5\sqrt{n}$ 입니다.
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14. 지름 6mm인 곧은 강선을 지름 1.2m의 원통에 감았을 때 강선에 생기는 최대 굽힘 응력은 약 및 MPa 인가? (단, 탄성계수 E=200GPa 이다.)

  1. 500
  2. 800
  3. 900
  4. 1000
(정답률: 40%)
  • 곡률 반경을 갖는 강선의 굽힘 응력은 곡률 반경 $R$과 강선의 반지름 $c$의 비율, 그리고 탄성계수 $E$의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{Ec}{R}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{200 \times 10^3 \times 3}{600}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 1000$
    따라서 최대 굽힘 응력은 $1000 \text{ MPa}$ 입니다.
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15. 그림과 같은 보는 균일단면 부정정보이다. 반력 RB를 구하는데 필요한 조건은?

  1. 지정 B에서의 반력에 의한 처짐
  2. 지정 A에서의 굽힘모멘트의 방향
  3. 하중 작용점 P에서의 처짐
  4. 하중 작용정 P에서의 굽힘응력
(정답률: 43%)
  • 부정정보는 평형 방정식만으로는 반력을 구할 수 없는 구조물입니다. 따라서 추가적인 변위 조건(적합 조건)이 필요한데, 지점 B가 롤러 지지단이므로 해당 지점에서의 처짐이 0이라는 조건 을 이용하여 반력 $R_B$를 결정할 수 있습니다.
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16. 내부 반지름 Ri, 외부 반지름 Ro인 속이 빈 원형 단면의 극(polar) 관성 모멘트는?

  1. (π/2)(Ro3-Ri3)
  2. (π/2)(Ro4-Ri4)
  3. (π/4)(Ro3-Ri3)
  4. (π/4)(Ro4-Ri4)
(정답률: 60%)
  • 극관성모멘트는 단면의 모든 미소 면적에 대해 회전 중심축로부터의 거리의 제곱을 적분한 값입니다. 속이 빈 원형 단면의 경우, 외부 원의 극관성모멘트에서 내부 빈 공간의 극관성모멘트를 뺀 값과 같습니다.
    $$\text{Polar Moment of Inertia} = \frac{\pi}{2}(R_o^4 - R_i^4)$$
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17. 5cm×10cm 단면의 3개의 목재를 목재용 접착제로 접착하여 그림과 같은 10cm×15cm의 사각 단면을 갖는 합성보를 만들었다. 접착부에 발생하는 전단응력은 약 몇 kPa 인가? (단, 이 보의 길이는 2m이고, 양단은 단순지지이며 중앙에 P=800N의 집중하중을 받는다.)

  1. 77.6
  2. 35.5
  3. 8
  4. 160
(정답률: 48%)
  • 합성보의 접착면 전단응력은 전단흐름 공식을 사용하여 계산합니다. 먼저 단순보 중앙 집중하중 시 최대 전단력 $V$를 구하고, 중립축 기준 첫 번째 단면의 면적 모멘트 $Q$와 전체 관성모멘트 $I$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{VQ}{It}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{400 \times (10 \times 5 \times 7.5)}{(10 \times 15^3 / 12) \times 100}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 35.5$
    따라서 접착부에 발생하는 전단응력은 $35.5 \text{ kPa}$ 입니다.
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18. 다음 그림과 같이 단면적인 A인 강봉의 축선을 따라 하중 P가 작용할 때, 임의의 경사 평면에서 전단응력이 최대가 될 때의 면의 각(α)과 이 경우에 해당하는 전단응력(τmax)은 얼마인가?

  1. α=45°, τmax=P/A
  2. α=45°, τmax=P/2A
  3. α=90°, τmax=P/A
  4. α=90°, τmax=P/2A
(정답률: 43%)
  • 축하중 $P$를 받는 봉의 임의의 경사면 $\alpha$에서 전단응력 $\tau$는 $\tau = \frac{P}{A} \sin\alpha \cos\alpha = \frac{P}{2A} \sin(2\alpha)$로 표현됩니다. 이 값이 최대가 되기 위해서는 $\sin(2\alpha) = 1$이어야 하므로 $2\alpha = 90^\circ$, 즉 $\alpha = 45^\circ$일 때 최대 전단응력 $\tau_{max} = \frac{P}{2A}$가 됩니다.
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19. 그림과 같이 초기온도 20°C, 초기길이 19.95cm, 지름 5cm인 봉을 간격이 20cm인 두 벽면 사이에 넣고 봉의 온도를 220°C로 가열했을 때 봉에 발생되는 응력은 몇 MPa 인가? (단, 균일 단면을 갖는 봉의 선팽창계수 a=1.2×10-5/°C 이고, 탄성계수 E=210GPa이다.)

  1. 0
  2. 25.2
  3. 257
  4. 504
(정답률: 45%)
  • 응력은 재료가 구속되어 변형이 제한될 때 발생합니다. 제시된 그림을 보면 봉의 초기 길이($19.95\text{ cm}$)가 벽면 사이의 간격($20.00\text{ cm}$)보다 짧아 가열 후 팽창하더라도 벽면에 닿기 전까지는 아무런 구속을 받지 않습니다. 따라서 봉에 발생하는 응력은 $0\text{ MPa}$입니다.
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20. 그림에서 블록 A를 뽑아내는 데 필요한 힘 P는 몇 N 이상인가? (단, 블록과 접촉면과의 마찰 계수 μ=0.4 이다.)

  1. 4
  2. 8
  3. 10
  4. 12
(정답률: 40%)
  • 블록 A를 뽑아내기 위해서는 블록이 받는 수직항력에 마찰계수를 곱한 마찰력을 극복해야 합니다. 먼저 모멘트 평형을 통해 블록 A가 받는 수직항력 $N$을 구한 뒤 마찰력 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sum M = 0 \rightarrow N \times 10 = 10 \times 30$$
    $$P = \mu N$$
    ② [숫자 대입]
    $$N = \frac{10 \times 30}{10} = 30$$
    $$P = 0.4 \times 30$$
    ③ [최종 결과]
    $$P = 12$$
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2과목: 기계제작법

21. 아크 용접에 있어서 교류와 직류의 경우에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 교류는 직류에 비해서 아크의 안정성이 떨어진다.
  2. 교류는 비피복봉 사용이 가능하고, 직류는 비피복봉 사용이 불가능하다.
  3. 교류는 극성변화가 불가능하고. 직류는 극성변화가 가능하다.
  4. 직류는 전격의 위험이 적고, 교류는 전격의 위험이 많다.
(정답률: 39%)
  • 아크 용접 시 직류는 극성 변화가 가능하여 용입 조절이 용이하며, 교류는 극성이 계속 변하므로 극성 선택이 불가능합니다. 하지만 비피복봉(Bare electrode)은 교류와 직류 모두 사용이 가능하므로, 직류는 비피복봉 사용이 불가능하다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    교류는 직류보다 아크 안정성이 낮음: 옳은 설명
    교류는 극성 변화 불가능, 직류는 가능: 옳은 설명
    직류는 교류보다 전격 위험이 적음: 옳은 설명
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22. 절삭과정에서 공구의 온도를 측정하는 방법으로서 열전대를 사용하는 경우가 많다. 공구에 열전대를 삽입하기 위한 가공법으로 다음 중 가장 적합한 것은?

  1. 화학 연마
  2. 전해 연마
  3. 방전 가공
  4. 버핑 가공
(정답률: 32%)
  • 방전 가공은 전극과 공작물 사이의 방전 에너지를 이용하여 정밀한 구멍이나 형상을 가공하는 방법입니다. 특히 공구 내부와 같이 좁고 깊은 구멍을 뚫어 열전대를 삽입해야 하는 경우, 비접촉식 가공인 방전 가공이 가장 적합합니다.
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23. 상하의 형에 문자나 무늬의 요철을 붙이고, 이 사이에 소재를 놓고 압축하여 문자나 무늬를 생성하는 가공 방법은?

  1. 압출 가공(extruding)
  2. 업세팅 가공(up setting)
  3. 압인 가공(coining)
  4. 블랭킹 가공(blanking)
(정답률: 53%)
  • 압인 가공(coining)은 상하 금형에 정밀한 문자나 무늬를 새기고 강한 압력으로 압축하여 소재 표면에 정밀한 요철을 형성하는 가공법입니다.

    오답 노트
    압출 가공: 다이 구멍을 통해 밀어내어 일정한 단면 형상을 만듦
    업세팅 가공: 길이 방향을 줄이고 단면적을 넓힘
    블랭킹 가공: 판재에서 필요한 형상을 완전히 잘라냄
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24. 아세틸렌가스는 매우 타기 쉬운 기체이다. 자연발화 온도는?

  1. 780 ~ 790°C
  2. 406 ~ 408°C
  3. 505 ~ 515°C
  4. 62 ~ 80°C
(정답률: 48%)
  • 아세틸렌가스의 자연발화 온도는 일반적으로 $406 \sim 408^{\circ}\text{C}$ 범위로 알려져 있습니다. 이는 외부의 직접적인 불꽃 없이도 해당 온도에 도달하면 스스로 발화하는 특성을 의미합니다.
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25. 두께 2mm의 철판에 Ф20mm의 구멍을 뚫을 때, 펀칭에 가하는 힘은 최소 및 N 이상이어야 하는가? (단, 철판의 전단저항은 450MPa 이다.)

  1. 42132
  2. 56559
  3. 12561
  4. 27867
(정답률: 50%)
  • 펀칭에 필요한 힘은 전단 저항 강도에 전단 면적(구멍의 둘레 × 판 두께)을 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \pi \times d \times t \times \tau$
    ② [숫자 대입] $F = 3.14159 \times 20 \times 2 \times 450$
    ③ [최종 결과] $F = 56548.6$
    계산 결과 약 $56559\text{ N}$에 가장 근접합니다.
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26. 소성 가공 방법이 아닌 것은?

  1. 컬링(curling)
  2. 엠보싱(embossirg)
  3. 카핑(copying)
  4. 코이닝(coining)
(정답률: 53%)
  • 소성 가공은 재료에 외력을 가해 영구적인 변형을 일으켜 원하는 모양을 만드는 방법입니다. 컬링, 엠보싱, 코이닝은 모두 대표적인 소성 가공법에 해당하지만, 카핑(copying)은 소성 가공의 종류가 아닙니다.
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27. 얇은 판재로 된 목형은 변형되기 쉽고 주물의 두께가 균일하지 않으면 용융금속이 냉각 응고시에 내부 응력에 의해 변형 및 균열이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위한 목적으로 쓰이고 사용한 후에 제거하는 것은?

  1. 구배
  2. 수축 여유
  3. 코어 프린트
  4. 덧붙임
(정답률: 58%)
  • 덧붙임은 얇은 판재 목형의 변형을 방지하고, 주물의 두께가 불균일한 부위에서 냉각 시 발생하는 내부 응력에 의한 변형 및 균열을 막기 위해 임시로 설치했다가 제거하는 보조 장치입니다.
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28. 열처리에서 강(鋼)을 청화물(CN)과 작용시켜 침탄과 질화가 동시에 일어나도록 하는 청화법(cyaniding)은 다음과 같은 장·단점이 있다. 틀린 것은?

  1. 균일한 가열이 이루어지므로 변형이 적다.
  2. 온도 조절이 용이하다
  3. 산화가 일어나기 쉽다.
  4. 침탄층이 얇고 가스가 유독하다.
(정답률: 46%)
  • 청화법은 용융염을 사용하여 처리하므로 표면이 염으로 덮여 산화를 방지하는 효과가 있습니다. 따라서 산화가 일어나기 쉽다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    침탄층이 얇고 가스가 유독함: 청화법의 대표적인 단점입니다.
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29. 커플링으로 연결된 CNC 공작기계의 볼 스크류 피치가 6[mm], 서보 모터의 회전 각도가 270° 일 때 테이블의 이동 거리는?

  1. 1.5[mm]
  2. 2.5[mm]
  3. 3.5[mm]
  4. 4.5[mm]
(정답률: 35%)
  • 볼 스크류의 이동 거리는 모터의 회전 비율에 피치를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{이동 거리} = \frac{\text{회전 각도}}{360} \times \text{피치}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{이동 거리} = \frac{270}{360} \times 6$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{이동 거리} = 4.5\text{ mm}$$
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30. 주물사의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 통기성이 좋을 것
  2. 성형성이 좋을 것
  3. 열전도성이 높을 것
  4. 내열성이 높을 것
(정답률: 48%)
  • 주물사는 용융 금속이 응고될 때 발생하는 가스를 잘 배출해야 하며, 형상을 유지하는 성형성과 고온에서도 견디는 내열성이 필수적입니다. 반면, 열전도성이 높으면 금속이 너무 빠르게 식어 주조 결함이 발생할 수 있으므로 열전도성은 낮아야 합니다.
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31. 소성가공시 열간공과 냉간가공은 무엇으로 구별하는가?

  1. 재결정 온도
  2. 변태점 온도
  3. 당금질 온도
  4. 풀림 온도
(정답률: 62%)
  • 소성가공에서 열간가공과 냉간가공을 나누는 기준은 재결정 온도입니다. 재결정 온도 이상에서 가공하면 열간가공, 그 이하에서 가공하면 냉간가공으로 분류합니다.
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32. 방전가공시 전극(가공공구) 재질로 적당하지 않은 것은?

  1. 황동
  2. 텅스텐
  3. 구리
  4. 알루미늄
(정답률: 59%)
  • 방전가공 전극은 전기 전도성이 좋고 내마모성이 높아야 합니다. 구리, 황동, 텅스텐 등은 전극 재료로 널리 쓰이지만, 알루미늄은 가공 정밀도와 내마모성 측면에서 적당하지 않습니다.
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33. 이미 치수를 알고 있는 표준 값과의 편차를 구하여 치수를 알아내는 측정방법은?

  1. 절대 측정
  2. 비교 측정
  3. 간접 측정
  4. 직접 측정
(정답률: 56%)
  • 비교 측정은 측정하려는 치수를 직접 읽는 것이 아니라, 이미 알고 있는 표준 값(마스터)과의 차이(편차)만을 측정하여 치수를 결정하는 방법입니다.

    오답 노트
    절대 측정: 기준점으로부터의 절대적인 거리를 직접 측정하는 방식
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34. 하방잠김형, 압착형, 당기기형, 직선이동형과 같이 4가지 기본적인 클램핑 작용을 하며 작용력에 비해 고정력이 매우 큰 클램프는?

  1. 토굴 클램프
  2. 캠 클램프
  3. 후크 클램프
  4. 스트랩 클램프
(정답률: 48%)
  • 토굴 클램프는 하방잠김형, 압착형, 당기기형, 직선이동형의 4가지 기본 클램핑 작용을 수행하며, 작용력 대비 고정력이 매우 큰 특징을 가지고 있습니다.
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35. 다음 중 바이트의 마모와 관계없는 것은?

  1. Crater wear
  2. Filling
  3. Flank wear
  4. Chipping
(정답률: 53%)
  • 바이트의 마모에는 경사면 마모인 Crater wear, 플랭크 마모인 Flank wear, 그리고 팁 부분이 깨져나가는 Chipping 등이 있습니다. Filling은 마모의 종류가 아니므로 정답입니다.
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36. 저탄소강의 표면에 탄소를 침투시키는 고체 침탄법에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?

  1. 침탄시간이 길어지면 침탄깊이가 깊어진다.
  2. 소량생산에 적합하다.
  3. 큰 부품의 처리가 가능하다.
  4. 보통 침탄 깊이는 5~ 10mm 이다.
(정답률: 53%)
  • 고체 침탄법은 탄소 함유량이 높은 화합물을 사용하여 표면을 경화시키는 방법으로, 일반적으로 침탄 깊이는 $0.5 \sim 2\text{mm}$ 정도로 얕게 형성됩니다. 따라서 $5 \sim 10\text{mm}$라는 설명은 틀린 것입니다.
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37. 프레스 작업(press working) 가공방식이 아닌 것은?

  1. 래핑(lapping)
  2. 벤딩(bending)
  3. 드로잉(drawing)
  4. 엠보싱(embossirg)
(정답률: 45%)
  • 프레스 작업은 금형을 사용하여 재료를 변형시키거나 절단하는 가공 방식입니다. 벤딩, 드로잉, 엠보싱은 모두 프레스 가공에 해당하지만, 래핑은 정밀한 표면 다듬질을 위한 연삭 가공의 일종입니다.
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38. 급속귀환 운동을 하는 기계는 다음 증 어느 것인가?

  1. 선반
  2. 밀링
  3. 셰이퍼
  4. 드릴링머신
(정답률: 50%)
  • 셰이퍼는 왕복 운동을 하는 공구의 특성상, 가공 시에는 천천히 이동하고 복귀 시에는 빠르게 돌아오는 급속귀환 기구를 사용하여 작업 효율을 높이는 기계입니다.
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39. 3차원 측정기는 X.Y.Z의 3차원 공간상에서 측정점의 좌표점을 검출하여, 데이터를 컴퓨터로 처리하는 측정기이다. 3차원 측정기를 조작상으로 분류할 때 여기에 해당되지 않는 것은?

  1. 수동형(floating type)
  2. 조이스틱형(joystick type)
  3. CNC형(CNC type)
  4. 겐트리형(gantry type)
(정답률: 40%)
  • 겐트리형(gantry type)은 조작 방식이 아니라 측정기의 기계적 구조(프레임 형태)에 따른 분류입니다.

    오답 노트
    수동형, 조이스틱형, CNC형은 측정점을 어떻게 검출하고 조작하느냐에 따른 조작상 분류에 해당합니다.
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40. 동시에 여러 개의 드릴을 설치하여 공작물에 여러 개의 구멍을 동시에 뚫는 구조의 드릴링머신은 무엇인가?

  1. 탁상드릴링머신(bench drilling machine)
  2. 레이디얼드릴링머신(radial drilling machine)
  3. 직립드릴링머신(Upright drilling machine)
  4. 다축드릴링머신(mmulti spindle drilling machine)
(정답률: 59%)
  • 다축드릴링머신(multi spindle drilling machine)은 하나의 주축에 여러 개의 드릴을 장착하여 동시에 여러 개의 구멍을 가공함으로써 생산성을 극대화한 기계입니다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 세레이션(serratior)에 대한 일반적인 설명 중 틀린 것은?

  1. 스플라인에 비하여 치수(齒數)가 많다.
  2. 삼각치 세레이션은 끼워맞춤 정밀도가 나쁘고 작업 공수가 많다.
  3. 세레이션은 주로 정적인 이음에만 사용된다.
  4. 측압 강도가 작아서 같은 바깥지름의 스플라인에 비해 큰 회전력을 전달할 수 없다.
(정답률: 29%)
  • 세레이션은 스플라인보다 치수가 많고 정밀하며, 주로 회전력을 전달하는 용도로 사용됩니다. 측압 강도가 크기 때문에 같은 바깥지름의 스플라인보다 더 큰 회전력을 전달할 수 있는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    스플라인에 비하여 치수(齒數)가 많다: 옳은 설명
    삼각치 세레이션은 끼워맞춤 정밀도가 나쁘고 작업 공수가 많다: 옳은 설명
    세레이션은 주로 정적인 이음에만 사용된다: 옳은 설명
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42. 그림과 같은 리벳이응에서 피치를 p, 리벳지름을 d, 판의 두께를 T, 판의 인장응력을 ft라고 할 때 리벳효율 η를 구하면? (단, 리벳의 전단응력은 fs이다.)

(정답률: 34%)
  • 리벳 효율 $\eta$는 리벳의 전단 강도와 판의 인장 강도 중 작은 값의 비율로 결정됩니다. 주어진 조건에서 리벳의 전단 면적은 $\frac{\pi d^2}{4}$이며, 판의 인장 면적은 $(p-d)T$ 또는 $pT$로 근사하여 계산합니다.
    $$\eta = \frac{\frac{\pi d^2}{4} f_s}{p T f_t} = \frac{\pi d^2 f_s}{4 p T f_t}$$
    따라서 정답은 입니다.
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43. 4각 나사에서 리드각 3.83°, 마찰계수 μ=0.1일 때, 이 나사의 효율을 구하면?

  1. 28.77%
  2. 32.75%
  3. 39.83%
  4. 42.56%
(정답률: 58%)
  • 나사의 효율은 리드각과 마찰각의 관계를 통해 계산하며, 4각 나사의 경우 마찰각 $\rho = \tan^{-1}(\mu)$를 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{\tan \alpha}{\tan(\alpha + \rho)}$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{\tan 3.83^\circ}{\tan(3.83^\circ + \tan^{-1} 0.1)$
    ③ [최종 결과] $\eta = 39.83$
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44. 지름 8cm의 중실 원형축과 비틀림 강도가 같은 중공축(바깥지름과 안지름의 비 x=0.6)의 바깥지름은 몇 mm인가?

  1. 83.79mm
  2. 86.76mm
  3. 85.75mm
  4. 90.35mm
(정답률: 37%)
  • 중실축과 중공축의 비틀림 강도가 같을 때, 극관성 모멘트가 동일하다는 원리를 이용하여 바깥지름을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\pi d^4}{32} = \frac{\pi D^4}{32} (1 - x^4)$
    ② [숫자 대입] $\frac{\pi 80^4}{32} = \frac{\pi D^4}{32} (1 - 0.6^4)$
    ③ [최종 결과] $D = 83.79$
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45. 다음 중 전위기어의 특징으로 거리가 먼 것은?

  1. 두 축간 중심거리의 조절이 가능하다.
  2. 언더컷을 방지한다.
  3. 이의 강도를 증가시킬 수 있다.
  4. 베어링 압력을 작게 할 수 있다.
(정답률: 37%)
  • 전위기어는 기어의 치형을 중심선에서 이동시켜 설계함으로써 언더컷 방지, 강도 증가, 중심거리 조절 등의 이점을 얻기 위해 사용합니다.

    오답 노트
    베어링 압력을 작게 할 수 있다: 전위기어의 설계 목적이나 직접적인 특징이 아니며, 베어링 압력은 주로 베어링의 크기와 하중 조건에 의해 결정됩니다.
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46. 안지를 1500mm인 보일러 동체가 70 N/cm2의 내압을 받는다면 동체를 만든 강판의 인장강도가 350N/mm2, 안전계수가 4, 이음효율이 65%, 부식여유가 1mm라고 할 때 이 동체의 두께는 약 몇 mm인가?

  1. 6.5
  2. 8.3
  3. 9.2
  4. 10.2
(정답률: 58%)
  • 보일러 동체의 두께는 내압에 의한 응력이 허용 응력보다 작아야 하며, 이음 효율과 부식 여유를 고려하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{P \times d}{2 \sigma \eta} + c$ 두께 = (내압 × 지름) / (2 × 허용응력 × 효율) + 부식여유
    ② [숫자 대입] $t = \frac{0.7 \times 1500}{2 \times (350/4) \times 0.65} + 1$
    ③ [최종 결과] $t = 10.2 \text{ mm}$
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47. 평균지름이 55mm이고 소선의 지름이 5mm인 코일 스프링에 하중이 1kN 이 가해질 때 스프링에 발생하는 최대 전단 응력은 몇 GPa 인가? (단, Wahl 응력수정계수 K를 적용하며, 그 식은 이고, 여기서 C는 스프링지수이다.)

  1. 3.148
  2. 2.214
  3. 1.266
  4. 0.953
(정답률: 35%)
  • 코일 스프링의 최대 전단 응력은 Wahl 응력수정계수 $K$를 적용하여 계산합니다. 먼저 스프링 지수 $C$를 구한 뒤 응력 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{D}{d}, \quad \tau_{max} = K \times \frac{8PD}{\pi d^{3}}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{55}{5} = 11, \quad K = \frac{4(11)-1}{4(11)-4} + \frac{0.615}{11} = 1.17, \quad \tau_{max} = 1.17 \times \frac{8 \times 1000 \times 0.055}{\pi \times 0.005^{3}}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = 1.266 \text{ GPa}$
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48. 안지름 70mm 길이 85mm의 놋쇠메탈의 저널 베어링을 400rpm으로 회전하는 전동축에 사용 했을 때 몇 kN의 베어링 하중을 지지할 수 있는가? (단, 압력속도계수 pv=1N/mm2·m/s 이다.)

  1. 약 1.53kN
  2. 약 2.05kN
  3. 약 3.24kN
  4. 약 4.06kN
(정답률: 43%)
  • 베어링의 하중은 압력속도계수($pv$)와 베어링의 투영 면적, 그리고 회전 속도(주속도)를 이용하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $W = \frac{pv \times d \times l}{v} = \frac{pv \times l}{\pi d n / 60}$ 하중 = (압력속도계수 × 길이) / (원주속도)
    ② [숫자 대입] $W = \frac{1 \times 85}{\pi \times 0.07 \times (400/60)}$
    ③ [최종 결과] $W = 4.06 \text{ kN}$
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49. 굽힘 모멘트 M과 비틀림 모멘트 T가 동시에 작용하는 축의 설계에서 최대 전단 응력설에 의한 상당 비틀림 모멘트(equivalent twisting moment) Te 를 구하는 식은?

(정답률: 43%)
  • 최대 전단 응력설에 기반한 상당 비틀림 모멘트는 굽힘 모멘트와 비틀림 모멘트의 벡터 합으로 표현됩니다.
    $$T_e = \sqrt{M^2 + T^2}$$
    따라서 정답은 입니다.
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50. 내연기관 실린더에서 폭발이 일어 날 때 회전축에 큰 회전토크를 발생시키고, 또 다른 폭발이 있을 때까지 새로운 에너지의 공급 없이 회전하게 된다. 이와 같은 폭발간격으로 인하여 구동토크의 크기 변동과 회전각속도가 변동될 때 각속도의 변동을 줄여주는 역할을 하는 것은?

  1. 관성차(fly wheel)
  2. 래칫 휠(rachet wheel)
  3. 밴드 브레이크(band brake)
  4. 원판 브레이크(disk brake)
(정답률: 41%)
  • 관성차(fly wheel)는 회전 운동 에너지를 저장했다가 방출함으로써, 내연기관과 같이 토크 변동이 심한 장치에서 각속도의 변동을 줄여 회전을 일정하게 유지시키는 역할을 합니다.
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51. 다음 중 서브제로(sub-Zero)처리에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 잔류오스테나이트를 마텐자이트화 한다.
  2. 공구강의 경도증가와 성능을 향상시킨다.
  3. 스테인리스강에는 우수한 기계적 성질을 부여한다.
  4. 충격값을 증가시키고 시효에 의한 치수변화가 생긴다.
(정답률: 46%)
  • 서브제로 처리는 퀜칭 후 남은 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 변태시켜 경도를 높이고 치수 안정성을 확보하는 처리입니다.

    오답 노트
    충격값을 증가시키고 시효에 의한 치수변화가 생긴다: 서브제로 처리는 오히려 시효에 의한 치수 변화를 방지하기 위해 수행하는 공정입니다.
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52. 다음 중 스프링 강의 기호를 나타내는 것은?

  1. SCM4
  2. SNCM8
  3. SPS9
  4. STS3
(정답률: 70%)
  • 강의 기호에서 S는 Steel을 의미하며, 스프링강(Spring Steel)은 일반적으로 SPS라는 기호를 사용합니다. 따라서 SPS9이 스프링강을 나타내는 올바른 기호입니다.
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53. 다음 주강품에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 주조한 것은 내부응력이 있다.
  2. 주조 후는 일반적으로 풀림(Annealing)을 한다.
  3. 평균 주조 수축율은 약 2%이다.
  4. 중탄소 주강은 0.1~0.2%C 범위이다.
(정답률: 43%)
  • 주강품은 주조 후 내부응력을 제거하기 위해 풀림(Annealing) 처리를 하며, 평균 수축률은 약 $2\%$ 정도입니다. 중탄소 주강은 탄소 함유량이 $0.3\sim 0.6\%$ 범위이며, $0.1\sim 0.2\%$ 범위는 저탄소 주강에 해당합니다.
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54. 게이지강이 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?

  1. 내마모성이 크고, HRC55 이상의 경도를 가질 것
  2. 담금질에 의한 변형 및 균열이 적을 것
  3. 오랜 시간 경과하여도 치수의 변화가 적을 것
  4. 열팽창계수는 구리와 유사하며 취성이 좋을 것
(정답률: 66%)
  • 게이지강은 정밀한 치수 측정의 기준이 되므로 내마모성이 크고 경도가 높아야 하며, 시간이 지나도 치수 변화가 적고 변형이나 균열이 없어야 합니다. 하지만 취성이 좋다는 것은 쉽게 깨진다는 의미이므로 게이지강으로 부적합하며, 열팽창계수 또한 구리와 유사할 필요가 없습니다.
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55. 주조할 때 주물표면을 금속형 등으로 급냉하여 백선화시켜서 경도를 높이고 내마모성, 내압성을 향상시킨 주철은?

  1. 구상흑연주칠
  2. 칠드주철
  3. 가단주철
  4. 규소주철
(정답률: 48%)
  • 칠드주철(Chilled Cast Iron)은 주조 시 금속제 냉각재(Chill)를 사용하여 표면을 급냉시킴으로써, 표면은 백주철 조직으로 만들어 경도와 내마모성을 높이고 내부는 회주철 조직으로 유지한 주철입니다.
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56. 쾌삭강(Free cutting steel)에 절삭속도를 크게하기 위하여 첨가하는 주된 원소는?

  1. Ni
  2. Mn
  3. W
  4. S
(정답률: 56%)
  • 쾌삭강은 절삭 가공성을 높이기 위해 황(S)이나 납(Pb)을 첨가합니다. 특히 황(S)은 망간(Mn)과 결합하여 황화망간(MnS)을 형성하며, 이것이 칩(Chip)을 잘 끊어지게 하여 절삭 속도를 높여줍니다.
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57. Fe-Fe3C 평형 상태도의 723°C(A1)에서 일어나는 변태로부터 나타나는 조직은?

  1. 마텐자이트
  2. 오스테나이트
  3. 펄라이트
  4. 베이나이트
(정답률: 30%)
  • Fe-Fe$_{3}$C 평형 상태도에서 $723^{\circ}\text{C}$($A_{1}$ 변태점) 이하로 냉각될 때, 오스테나이트가 층상 구조인 페라이트와 시멘타이트의 혼합 조직으로 변하며 펄라이트가 형성됩니다.
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58. 다음 중 가단주철을 설명한 것으로 가장 적합한 것은?

  1. 기계적 특성과 내식성, 내열성을 향상시키기 위해 Mn, Si, Ni, Cr, Mo, V, Al, Cu 등의 합금원소를 첨가한 것이다.
  2. 탄소량 2.5% 이상의 주철을 주형에 주입한 그 상태로 흑연을 구상화한 것이다.
  3. 표면을 칠(chill)상에서 경화시키고 내부조직은 펄라이트와 흑연인 회주철로 해서 전체적으로 인성을 확보한 것이다.
  4. 백주철을 고온도로 장시간 풀림해서 시멘타이트를 분해 또는 감소시키고 인성이나 연성을 증가시킨 것이다.
(정답률: 48%)
  • 가단주철은 백주철을 고온에서 장시간 풀림 처리하여 단단하고 취성이 강한 시멘타이트를 흑연으로 분해함으로써, 인성과 연성을 부여한 주철입니다.
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59. 탄소강을 풀림(Annealing)하는 목적과 관계없는 것은?

  1. 결정입도 조절
  2. 상온가공에서 생긴 내부응력 제거
  3. 오스테나이트에서 탄소를 유리시킴
  4. 재료에 취성과 경도부여
(정답률: 50%)
  • 풀림(Annealing)은 재료를 가열 후 천천히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 조직을 연하게 만들어 가공성을 높이는 열처리입니다.

    오답 노트
    재료에 취성과 경도부여: 이는 퀜칭(Quenching)과 같은 급냉 처리의 목적이며, 풀림은 오히려 경도를 낮추고 연성을 높이는 공정입니다.
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60. 40~50% Ni을 함유한 합금이며, 전기저항이 크고 저항온도 계수가 작으므로 전기저항선이나 열전쌍의 재료로 많이 쓰이는 Ni-Cu합금은?

  1. 엘린바
  2. 라우탈
  3. 콘스탄탄
  4. 인바
(정답률: 45%)
  • 콘스탄탄은 니켈(Ni) 40~50%와 구리(Cu)를 함유한 합금으로, 전기저항이 크고 온도 변화에 따른 저항 변화(저항온도 계수)가 매우 작아 정밀 저항기나 열전쌍 재료로 사용됩니다.
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4과목: 기구학 및 CAD

61. 다음 중 곡면(surface) 모델에 해당하지 않는 사항은?

  1. NC 가공에 필요한 곡면정보를 가지고 있다.
  2. 체적을 계산할 수 있다.
  3. 셰이딩(shading) 처리를 하면 현실감 나는 모델을 화면에서 볼 수 있다.
  4. 설계하고자 하는 부품의 일부 표면을 모델링할 때 적당하다.
(정답률: 34%)
  • 곡면 모델은 물체의 겉껍질(표면)만을 표현하는 방식이므로 내부가 비어 있습니다. 따라서 내부의 부피를 나타내는 체적을 계산할 수 없으며, 체적 계산이 가능하려면 솔리드 모델링이 필요합니다.
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62. 2차원 CAD에서 원을 지정하는 일반적 방법이 아닌 것은?

  1. 원의 중심과 반경을 지정한다.
  2. 원의 중심과 원주상의 한 정을 지정한다.
  3. 4개의 통과하는 정을 지정한다.
  4. 원의 반경과 두 개의 접하는 직선을 지정한다.
(정답률: 61%)
  • 원은 기하학적으로 중심점과 반지름 하나만으로 정의되거나, 세 개의 점을 지나는 원으로 결정됩니다. 4개의 점을 지정하는 방식은 원을 정의하는 일반적인 방법이 아닙니다.
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63. 하나의 pixel에 6bit를 저장할 수 있고 color look-up table에 12bit를 저장할 수 있는 color monitor에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. Lookup table에 저장할 수 있는 색의 가지수는 218이다.
  2. 사용자가 선택할 수 있는 색의 가지수는 212이다.
  3. Monitor상에서 동시에 display할 수 있는 색의 가지수는 26이다.
  4. 색을 표현하는데 빨강색, 초록색, 파랑색에 각각 4bit의 정보를 할당할 수 있다.
(정답률: 39%)
  • Color Look-up Table(LUT)에 저장할 수 있는 색의 가지수는 LUT 자체의 비트 수에 의해 결정됩니다. LUT에 $12\text{bit}$를 저장할 수 있으므로, 저장 가능한 최대 색상은 $2^{12}$가지입니다.

    오답 노트
    동시 표시 색상 수는 픽셀당 비트 수인 $6\text{bit}$에 의해 $2^{6}$가지가 되며, $12\text{bit}$ LUT를 RGB 각 $4\text{bit}$씩 할당하여 표현하는 것이 가능합니다.
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64. 서로 다른 CAD/CAM 시스템 사이의 데이터 교환 수단으로서 적당하지 않은 것은?

  1. DXF
  2. IGES
  3. PHIGS
  4. STEP
(정답률: 41%)
  • PHIGS는 그래픽스 표준(Hierarchical Interactive Computer Graphics Standard)으로, 데이터 교환 포맷이 아니라 그래픽 소프트웨어의 인터페이스 표준입니다.

    오답 노트
    DXF, IGES, STEP은 서로 다른 CAD/CAM 시스템 간의 데이터 교환을 위해 설계된 표준 포맷입니다.
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65. 날개형 모서리(winged-edge) 데이터 구조에 대하여 틀린 것은?

  1. 면의 구멍 루프를 다룰 수 있다.
  2. 면이 아닌 모서리를 중심으로 한다.
  3. 모서리에는 인접하는 2개의 면에 대한 정보가 포함되어 있다.
  4. 모서리에는 양단의 꼭지점에 인접한 모든 모서리에 대한 정보가 있다.
(정답률: 28%)
  • 날개형 모서리(winged-edge) 구조에서 모서리는 인접한 두 면과 양 끝점의 정보는 가지지만, 꼭지점에 인접한 모든 모서리에 대한 정보를 직접 포함하고 있지는 않습니다.

    오답 노트
    면의 구멍 루프 처리 가능, 모서리 중심 구조, 인접한 2개 면 정보 포함은 모두 날개형 모서리 구조의 올바른 특징입니다.
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66. 곡선의 성질 중에서 점선벡터의 변화량과 가장 관련이 깊은 것은?

  1. 곡률(curvature)
  2. 곡선의 길이
  3. 현의 길이
  4. 호의 길이
(정답률: 43%)
  • 곡률은 곡선 위의 한 점에서의 접선 벡터(단위 접선 벡터)가 곡선의 매개변수(호의 길이)에 따라 얼마나 빠르게 변화하는지를 나타내는 척도입니다.
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67. NURBS(Nonuniform rational B-spline)의 표현식은 다음과 같다. 이 식에 관련된 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. w : 가중치인자
  2. p : 조정정의 좌표
  3. 구간내에서 기초함수 Ni,k(s)의 값은 0과 1사이의 값을 가진다.
  4. Wi가 모두 1인 경우, 이다.
(정답률: 35%)
  • NURBS 표현식에서 $w$는 가중치, $p$는 조정점의 좌표를 의미하며, 기초함수 $N_{i,k}(s)$는 $0$과 $1$ 사이의 값을 가집니다.
    가중치 $w_i$가 모두 $1$인 경우, 분모의 $\sum_{i=0}^{n} w_i N_{i,k}(s)$는 $\sum_{i=0}^{n} N_{i,k}(s) = 1$이 되어 식은 일반적인 B-spline 형태인 $\sum_{i=0}^{n} p_i N_{i,k}(s)$가 되어야 합니다. 따라서 $\sum_{i=0}^{n} p_i N_{i,k}(s) = 1$이라고 설명한 내용은 틀린 설명입니다.
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68. 솔리드 모델링 기법중의 하나로서 특정규칙에 의하여 여러 개의 반공간의 교집합으로 표현되는 기본적인 형상들을 기하학적인 불리안 연산으로 조합하여 실제 물체를 생성하는 기법은?

  1. B-rep
  2. CSG
  3. Sweeping
  4. 피쳐기반모델링
(정답률: 39%)
  • CSG(Constructive Solid Geometry)는 구, 원통, 정육면체 같은 기본 형상을 합집합, 교집합, 차집합과 같은 불리안 연산을 통해 복잡한 물체를 생성하는 모델링 기법입니다.
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69. 점(2, 1)을 중심으로 점(x, y)를 2배 확대하여 점(x', y')을 다음 식으로 구하고자 한다. A에 들어가야 할 내용은?

(정답률: 35%)
  • 특정 점 $(x_0, y_0)$를 중심으로 $s$배 확대하는 변환 행렬 $A$는 $[x \ y \ 1]$ 행벡터에 곱해지는 형태일 때 다음과 같이 구성됩니다.
    ① [기본 공식] $A = \begin{bmatrix} s & 0 & 0 \\ 0 & s & 0 \\ (1-s)x_0 & (1-s)y_0 & 1 \end{bmatrix}$
    ② [숫자 대입] $s=2, x_0=2, y_0=1$ 대입 시
    $$A = \begin{bmatrix} 2 & 0 & 0 \\ 0 & 2 & 0 \\ (1-2)2 & (1-2)1 & 1 \end{bmatrix}$$
    ③ [최종 결과]
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70. 다음 중 파라메트릭 모델링의 일반적 특징이 아닌 것은?

  1. 도형에 대하여 구속조건의 부여가 가능하다.
  2. 변수 테이블을 사용한다.
  3. 불리안(Boolean) 작업에 의해서 수행된다.
  4. 유사한 형상들의 모델링에 유용하다.
(정답률: 44%)
  • 파라메트릭 모델링은 치수와 구속조건을 통해 형상을 정의하는 방식입니다. 불리안 작업에 의해 수행되는 방식은 CSG(Constructive Solid Geometry) 모델링의 특징입니다.
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71. 동일한 기어에서 지름피치(D.P)가 클수록 잇수와 이의 크기와의 관계를 옳게 설명한 것은?

  1. D.P가 클수록 잇수가 많아지고, 이의 크기는 작아진다.
  2. D.P가 클수록 잇수가 적어지고, 이의 크기는 작아진다.
  3. D.P가 클수록 잇수는 적어지고, 이의 크기는 커진다.
  4. D.P와는 관계가 없다.
(정답률: 48%)
  • 지름피치(D.P)는 모듈의 역수로, 이 값이 클수록 이의 크기는 작아지며, 동일한 피치원 지름 내에서 이의 크기가 작아지므로 잇수는 많아지게 됩니다.
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72. 두 축의 연장선이 만나는 마찰차는?

  1. 홈붙이 마찰차
  2. 원통 마찰차
  3. 원뿔 마찰차
  4. 스큐우(skew) 마찰차
(정답률: 37%)
  • 두 축의 연장선이 한 점에서 만나는 경우, 접촉면이 원뿔 모양인 원뿔 마찰차를 사용하여 동력을 전달합니다.
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73. 다음 운동 전달기구 중에서 원동절과 종동절의 각속도비가 일정하지 않은 것은?

  1. 타원마찰차
  2. 스퍼기어
  3. 벨트전동기구
  4. 윙기어
(정답률: 34%)
  • 타원마찰차는 회전 중심이 편심되어 있어 회전 각도에 따라 접촉점의 거리(반경)가 계속 변하므로 각속도비가 일정하지 않습니다.

    오답 노트
    스퍼기어, 벨트전동기구, 윙기어: 정해진 반경비에 의해 각속도비가 일정함
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74. 벨트 전동 장치에서 전달동력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 접촉각이 클수록 큰 동력을 전달시킬 수 있다.
  2. 마찰계수의 값이 클수록 큰 동력을 전달시킬 수 있다.
  3. 원심장력이 클수록 전달동력이 증가 된다.
  4. 장력비가 클수록 전달동력이 커진다.
(정답률: 18%)
  • 벨트 전동에서 원심장력은 벨트의 속도가 빨라질 때 발생하며, 이는 유효 장력을 감소시켜 결과적으로 전달 가능한 동력을 감소시킵니다.
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75. 다음 중에서 가장 정확한 속도비를 얻을 수 있는 전동장치는?

  1. 평 벨트
  2. V 벨트
  3. 로프
  4. 체인
(정답률: 50%)
  • 체인은 톱니바퀴(스프로킷)와 맞물려 돌아가므로 미끄럼(Slip)이 발생하지 않아 전동 장치 중 가장 정확한 속도비를 얻을 수 있습니다.
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76. 압력각이 20°이고, 모듈이 5, 잇수가 60개인 표준스퍼기어의 법선 피치는 약 얼마인가?

  1. 4.7mm
  2. 14.8mm
  3. 20.7mm
  4. 28.2mm
(정답률: 22%)
  • 표준 스퍼기어의 법선 피치는 원주 피치를 압력각의 코사인 값으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $p_n = m \times \pi \times \cos \alpha$ 법선 피치 = 모듈 × π × cos(압력각)
    ② [숫자 대입] $p_n = 5 \times 3.14159 \times \cos 20^\circ$
    ③ [최종 결과] $p_n = 14.76$
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77. 축이 구멍이 있는 기소(機素)에 끼워져 대우를 이루고 있는 경우의 자유도는?

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 34%)
  • 축이 구멍이 있는 기소에 끼워져 있는 상태는 회전 운동과 축 방향의 직선 운동이 모두 가능한 상태입니다.
    따라서 회전 자유도 1과 직선 이동 자유도 1을 합쳐 총 자유도는 2가 됩니다.
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78. 바로걸기 벨트전동기구에서 원동차의 직경(DA)이 1000mm이고, 회전수(NA)가 120rpm 이며, 종동차의 직경(DB)이 500mm 일 때 종동차의 회전수(NB)는 몇 rpm 인가? (단, 벨트는 전동 중에 미끄럼 및 늘어나지 않는다고 가정하고 벨트 두께는 무시한다.)

  1. 280
  2. 240
  3. 120
  4. 60
(정답률: 41%)
  • 벨트 전동에서 두 풀리의 표면 속도는 동일하므로, 직경과 회전수는 반비례 관계에 있습니다.
    ① [기본 공식] $N_{B} = N_{A} \times \frac{D_{A}}{D_{B}}$
    ② [숫자 대입] $N_{B} = 120 \times \frac{1000}{500}$
    ③ [최종 결과] $N_{B} = 240$
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79. 그림과 같은 기어열을 만들어 속도비 12를 만들려할 때 각 기어들의 잇수를 옳게 표시한 것은?

  1. ZA=90, ZB=30, ZC=80, Z0=20
  2. ZA=30, ZB=40, ZC=50, Z0=60
  3. ZA=20, ZB=50, ZC=70, Z0=80
  4. ZA=30, ZB=60, ZC=20, Z0=100
(정답률: 41%)
  • 기어열의 전체 속도비는 각 단의 잇수비의 곱으로 계산합니다. 주어진 이미지 에서 속도비는 $\frac{Z_{A}}{Z_{B}} \times \frac{Z_{C}}{Z_{D}}$로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $i = \frac{Z_{A}}{Z_{B}} \times \frac{Z_{C}}{Z_{D}}$
    ② [숫자 대입] $i = \frac{90}{30} \times \frac{80}{20}$
    ③ [최종 결과] $i = 12$
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80. 자동차의 창 닦기 기구나 만능 제도기 등에 응용된 크랭크 기구는?

  1. 레버 크랭크 기구
  2. 이중 크랭크 기구(평행 크랭크 기구)
  3. 이중 레버 기구(양 레버 기구)
  4. 왕복 슬라이더 크랭크 기구
(정답률: 40%)
  • 이중 크랭크 기구(평행 크랭크 기구)는 두 개의 크랭크가 평행하게 움직이는 구조로, 자동차의 와이퍼(창 닦기 기구)나 만능 제도기처럼 일정한 궤적을 반복하거나 평행 이동이 필요한 장치에 응용됩니다.
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