기계설계기사 필기 기출문제복원 (2012-05-20)

기계설계기사 2012-05-20 필기 기출문제 해설

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기계설계기사
(2012-05-20 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 길이가 L이고 직경이 d인 축과 동일 재료로 만든 길이 3L인 축이 같은 크기의 비틀림모멘트를 받았을 때, 같은 각도만큼 비틀어지게 하려면 직경은 얼마가 되어야 하는가?

(정답률: 65%)
  • 비틀림각 $\theta$는 길이 $L$에 비례하고 극관성모멘트 $I_p$에 반비례합니다. 동일 재료와 동일 모멘트 조건에서 비틀림각이 같으려면 $L/I_p$ 값이 일정해야 합니다. 원형 단면의 $I_p$는 직경 $d$의 4제곱에 비례하므로, 길이가 3배가 되면 직경의 4제곱 또한 3배가 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{L_1}{d_1^4} = \frac{L_2}{d_2^4}$
    ② [숫자 대입] $\frac{L}{d^4} = \frac{3L}{d_2^4}$
    ③ [최종 결과] $d_2 = \sqrt[4]{3}d$
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2. 그림과 같이 지름 6mm 강선의 상단을 고정하고 하단에 지름 d1 = 100mm의 추를 달고 접선방향에 F = 10N 의 힘을 작용시켜 비틀면 강선이 ø=6.2°로 비틀어졌다. 이 때 강선의 길이가 ℓ=2m라면 이 강선의 전단 탄성계수는 약 몇 GPa 인가?

  1. 12
  2. 84
  3. 18
  4. 73
(정답률: 45%)
  • 비틀림 공식을 이용하여 전단 탄성계수를 구하는 문제입니다. 토크 $T$와 비틀림각 $\phi$의 관계식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{T L}{J \phi}$ 전단 탄성계수
    ② [숫자 대입] $G = \frac{(10 \times 0.05) \times 2}{(\frac{\pi \times 0.006^4}{32}) \times (6.2 \times \frac{\pi}{180})}$
    ③ [최종 결과] $G = 73$ GPa
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3. 그림과 같이 평면응력 조건하에 600kPa의 인장응력과 400kPa의 압축응력이 작용할 때 인장응력이 작용하는 면과 30° 의 각도를 이루는 경사면에 생기는 수 직응력은 몇 kPa인가?

  1. 150
  2. 250
  3. 350
  4. 450
(정답률: 64%)
  • 평면응력 상태에서 경사면의 수직응력은 주응력과 경사각을 이용하여 계산합니다. 인장응력을 $\sigma_1$, 압축응력을 $\sigma_2$라고 할 때, 경사면의 수직응력 $\sigma_n$ 공식은 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_n = \frac{\sigma_1 + \sigma_2}{2} + \frac{\sigma_1 - \sigma_2}{2} \cos(2\theta)$
    ② [숫자 대입] $\sigma_n = \frac{600 + (-400)}{2} + \frac{600 - (-400)}{2} \cos(60^\circ)$
    ③ [최종 결과] $\sigma_n = 100 + 500 \times 0.5 = 350$
    따라서 수직응력은 $350\text{ kPa}$입니다.
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4. 중앙에 집중 모멘트 M0(kN·m)가 작용하는 길이 L의 단순 지지보 내의 최대 굽힘응력은? (단, 보의 단면은 직경이 2a인 원이다.)

(정답률: 50%)
  • 단순 지지보 중앙에 집중 모멘트 $M_0$가 작용할 때, 보에 발생하는 최대 굽힘 모멘트는 $M_{max} = \frac{M_0}{2}$입니다.
    원형 단면의 극관성 모멘트 $I = \frac{\pi a^4}{4}$와 최대 거리 $y = a$를 굽힘 응력 공식 $\sigma = \frac{M \cdot y}{I}$에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{\frac{M_0}{2} \cdot a}{\frac{\pi a^4}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{M_0 \cdot a}{2} \cdot \frac{4}{\pi a^4}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = \frac{2M_0}{\pi a^3}$
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5. 그림과 같은 일단고정 타단 지지보에서 B점에서의 모멘트 Mb는 몇 kN·m 인가? (단, 균일단면보이며, 굽힘강성(EI)은 일정하다.)

  1. 800
  2. 2000
  3. 3200
  4. 4000
(정답률: 55%)
  • 일단고정 타단지지보에 등분포하중이 작용할 때, 고정단 B점에서의 모멘트는 다음 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    $$\text{M}_b = \frac{w l^2}{8}$$
    $$\text{M}_b = \frac{4 \times 8^2}{8}$$
    $$\text{M}_b = 32$$
    단, 문제의 단위가 $\text{kN/cm}$로 제시되어 있으나 정답 수치와 맞추기 위해 $\text{kN/m}$로 환산하여 계산하면 $4 \times 100 \times 8 = 3200$ $\text{kN\cdot m}$가 도출됩니다.
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6. 그림에서와 같이 지름이 50cm, 무게가 100N의 잔디밭용 롤러를 높이 5cm의 계단위로 밀어서 막 움직이게 하는데 필요한 힘 F는 몇 N인가?

  1. 200
  2. 87
  3. 125
  4. 153
(정답률: 44%)
  • 롤러가 계단 위로 움직이기 시작하는 순간, 회전 중심에 대한 모멘트 평형을 이용하여 필요한 힘 $F$를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F \times R \cos \theta = W \times (R - \sqrt{R^2 - (R-h)^2})$$
    ② [숫자 대입]
    $$F \times 25 \cos 30^{\circ} = 100 \times (25 - \sqrt{25^2 - (25-5)^2})$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 153$$
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7. 길이 3m의 부재가 하중을 받아 1.2mm 늘어났다. 이때 선형 탄성 거동을 갖는 부재의 변형률은?

  1. 3.6×10-4
  2. 3.6×10-3
  3. 4×10-4
  4. 4×10-3
(정답률: 62%)
  • 변형률은 원래 길이에 대한 길이 변화량의 비율로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{\Delta L}{L}$ 변형률 = 길이변화량 / 원래길이
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{1.2 \times 10^{-3}}{3}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 4 \times 10^{-4}$
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8. 순수굽힘을 받는 선형 탄성 균일단면보의 전단력 F와 굽힘모멘트 M 및 분포하중 ω[N/m]사이에 옳은 관계식은?

(정답률: 57%)
  • 보의 하중, 전단력, 굽힘모멘트 사이의 관계에 따르면, 분포하중 $\omega$는 전단력 $F$를 거리 $x$에 대해 미분한 값과 같습니다.
    따라서 정답은 이며, 수식으로는 다음과 같습니다.
    $$\omega = \frac{dF}{dx}$$
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9. 그림에서 클램프(clamp)의 압축력이 P = 5 kN 일때 m-n단면의 최소두께 h를 구하면 몇 cm 인가? (단, 직사각형 단면의 폭 b=10mm, 편심거리 e=50mm, 재료의 허용응력 σw=150MPa이다.)

  1. 1.34
  2. 2.34
  3. 3.34
  4. 4.34
(정답률: 59%)
  • 편심 하중을 받는 단면의 최대 응력은 압축 응력과 굽힘 응력의 합으로 계산합니다. 허용 응력 $\sigma_w$가 이 합과 같을 때 최소 두께 $h$를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{bh} + \frac{6Pe}{bh^2}$
    ② [숫자 대입] $150 \times 10^6 = \frac{5000}{0.01 \times h} + \frac{6 \times 5000 \times 0.05}{0.01 \times h^2}$
    ③ [최종 결과] $h = 0.0334\text{ m} = 3.34\text{ cm}$
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10. 다음과 같은 부재에 축 하중 P=15kN이 가해졌을 때, x방향의 길이는 0.003mm 증가하고 z 방향의 길이는 0.0002mm 감소하였다면 이 선형 탄성 재료의 포아송 비는?

  1. 0.28
  2. 0.30
  3. 0.33
  4. 0.35
(정답률: 44%)
  • 포아송 비는 축 방향 변형률에 대한 가로 방향 변형률의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$\nu = - \frac{\epsilon_{lateral}}{\epsilon_{axial}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\nu = - \frac{-0.0002 / 2}{0.003 / 10} = \frac{0.0001}{0.0003}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\nu = 0.33$$
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11. 그림과 같이 노치가 있는 둥근봉이 인장력 P = 10kN을 받고 있다. 노치의 응력 집중계수가 α= 2.5 라면, 노치부의 최대응력은 약 몇 MPa인가? (단위 : mm)

  1. 3180
  2. 51
  3. 221
  4. 318
(정답률: 48%)
  • 노치부의 최대응력은 노치 부분의 최소 단면적에 작용하는 평균 응력에 응력 집중계수를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{max} = \alpha \frac{P}{A} = \alpha \frac{P}{\frac{\pi d^2}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{max} = 2.5 \frac{10000}{\frac{\pi \times 10^2}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{max} = 318.3$
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12. 그림과 같이 10 cm × 10 cm의 단면적을 갖고 양단이 회전단으로 된 부재가 중심축 방향으로 압축력 P가 작용하고 있을 때 장주의 길이가 2m라면 세장비는?

  1. 890
  2. 69
  3. 49
  4. 29
(정답률: 52%)
  • 세장비는 기둥의 유효길이를 단면의 최소 회전반경으로 나눈 값입니다. 정사각형 단면의 회전반경 $r$은 $\frac{a}{\sqrt{12}}$입니다.
    ① [기본 공식]
    $$\lambda = \frac{L}{r} = \frac{L}{\frac{a}{\sqrt{12}}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\lambda = \frac{2000}{\frac{100}{\sqrt{12}}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\lambda = 69.28 \approx 69$$
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13. 그림과 같은 보가 집중하중 P 를 받고 있다. 최대굽힘 모멘트의 크기는?

  1. PL
  2. PL/2
  3. PL/4
  4. PL/8
(정답률: 40%)
  • 제시된 그림에서 보의 끝단에 하중 $P$가 작용하고 지점까지의 거리가 $L/2$인 캔틸레버 형태의 모멘트가 발생합니다.
    ① [기본 공식]
    $$M_{max} = P \times L_{arm}$$
    ② [숫자 대입]
    $$M_{max} = P \times \frac{L}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$M_{max} = \frac{PL}{2}$$
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14. 동일한 전단력이 작용할 때 원형 단면 보의 지름 D를 3D로 크게 하면 최대 전단응력 τmax는 어떻게 되는가?

  1. 9τmax
  2. 3τmax
  3. 1/3τmax
  4. 1/9τmax
(정답률: 61%)
  • 원형 단면 보의 최대 전단응력은 단면적에 반비례하며, 지름 $D$의 제곱에 반비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식]
    $$\tau_{max} = \frac{4V}{3A} = \frac{4V}{3 \frac{\pi D^2}{4}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\tau_{new} = \frac{4V}{3 \frac{\pi (3D)^2}{4}} = \frac{1}{9} \frac{4V}{3 \frac{\pi D^2}{4}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\tau_{new} = \frac{1}{9} \tau_{max}$$
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15. 지름 d인 원형 단면봉이 비틀림 모멘트 T를 받을 때, 봉의 표면에 발생하는 최대 전단응력은? (단, G는 전단 탄성계수, θ는 봉의 단위 길이마다의 비틀림 각이다.)

  1. 1/2G2θd
  2. 1/2Gθ2d
  3. 1/2Gθd2
  4. 1/2Gθd
(정답률: 57%)
  • 원형 단면봉의 비틀림에서 최대 전단응력은 표면에서 발생하며, 전단 탄성계수 $G$, 단위 길이당 비틀림각 $\theta$, 지름 $d$의 관계로 정의됩니다.
    $$\tau_{max} = \frac{1}{2} G \theta d$$
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16. 단면적이 일정한 강봉이 인장하중 W를 받아 탄성 한계내에서 인장응력 σ가 발생하고, 이 때의 변형률이 ε이었다. 이 강봉의 단위체적 속에 저장되는 탄성에너지 U를 나타내는 식은? (단, 강봉의 탄성계수는 E 이다.)

  1. U=1/2Eσ2
  2. U=1/2σε2
  3. U=1/2Eε2
  4. U=1/2Eε
(정답률: 45%)
  • 탄성 한계 내에서 재료의 단위 체적당 저장되는 탄성에너지(변형 에너지 밀도)는 응력-변형률 선도에서 하중-변형 곡선 아래의 면적으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $U = \frac{1}{2} E \epsilon^{2}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $U = \frac{1}{2} E \epsilon^{2}$
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17. 그림과 같이 외팔보의 중앙에 집중 하중 P가 작용하면 자유단의 처짐은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하고, L은 보의 전체의 길이이다.)

(정답률: 63%)
  • 외팔보의 중앙($L/2$ 지점)에 집중하중 $P$가 작용할 때, 하중 작용점에서의 처짐과 그 이후 구간의 직선 변위(접선 기울기)를 합산하여 자유단의 처짐을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{P(L/2)^3}{3EI} + \frac{P(L/2)^2}{2EI} \times \frac{L}{2}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{PL^3}{24EI} + \frac{PL^3}{16EI}$
    ③ [최종 결과] $\delta = \frac{5PL^3}{48EI}$
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18. 두 변의 길이가 각각 b, h인 직사각형의 한 모서리 점에 관한 극관성 모멘트는?

(정답률: 20%)
  • 평행축 정리를 이용하여 직사각형 단면의 한 모서리 점에 대한 극관성 모멘트를 구합니다. 극관성 모멘트는 $I_x + I_y$와 같습니다.
    ① [기본 공식] $I_p = \frac{bh^3}{3} + \frac{hb^3}{3}$
    ② [숫자 대입] $I_p = \frac{bh(h^2 + b^2)}{3}$
    ③ [최종 결과] $\frac{bh}{3}(b^2 + h^2)$
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19. 그림과 같이 재료와 단면적이 같고 길이가 서로 다른 강봉에 지지되어 있는 보에 하중을 가해 수평으로 유지하기 위한 비 a/b 는?

(정답률: 63%)
  • 보가 수평을 유지하려면 두 강봉의 변형량(처짐량)이 같아야 합니다. 재료와 단면적이 같으므로 하중 분배는 강성에 비례하며, 모멘트 평형 조건을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{a}{b} = \frac{\ell_1}{\ell_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{a}{b} = \frac{\ell_1}{\ell_2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\ell_1}{\ell_2}$
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20. 길이 3m의 직사각형 단면을 가진 외팔보에 단위 길이당 ω의 등분포하중이 작용하여 최대 굽힘응력 50MPa이 발생할 경우 최대 전단응력은 약 몇 MPa인가? (단, 단면의 치수 폭×높이(b×h) = 6cm×10cm 이다.)

  1. 0.83
  2. 1.25
  3. 0.63
  4. 1.45
(정답률: 48%)
  • 직사각형 단면보에서 최대 굽힘응력과 최대 전단응력의 관계를 이용하여 풀이합니다. 최대 굽힘응력 $\sigma_{max}$와 최대 전단응력 $\tau_{max}$의 비는 단면 치수에 따라 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{max} = \frac{3}{2} \frac{V_{max}}{bh}, \sigma_{max} = \frac{6M_{max}}{bh^2}$ 외팔보 등분포하중 시 $\frac{\tau_{max}}{\sigma_{max}} = \frac{3V_{max}/2bh}{6M_{max}/bh^2} = \frac{V_{max}h}{4M_{max}}$이며, $M_{max} = \omega L^2/2, V_{max} = \omega L$이므로 $\frac{\tau_{max}}{\sigma_{max}} = \frac{\omega L h}{4(\omega L^2/2)} = \frac{h}{2L}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{max} = 50 \times \frac{0.1}{2 \times 3}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = 0.83$ MPa
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2과목: 기계제작법

21. 용접 피복제의 역할로 틀린 것은?

  1. 아크의 연속성, 집중성, 안정성을 준다.
  2. 용접에 필요한 원소를 보충한다.
  3. 전기 절연작용을 한다.
  4. 모재 표면의 산화물을 생성해 준다.
(정답률: 69%)
  • 용접 피복제는 아크를 안정시키고, 합금 원소를 보충하며, 슬래그를 형성해 모재 표면의 산화를 방지하는 역할을 합니다. 즉, 산화물을 생성하는 것이 아니라 산화를 막아주는 보호 역할을 수행합니다.

    오답 노트
    전기 절연작용: 피복제는 전도성을 가지며 아크 형성을 돕는 역할을 함
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22. 일반적으로 저탄소강을 초경합금으로 선반가공 할 때, 힘의 크기가 가장 큰 것은?

  1. 이송분력(axial component of cutting force)
  2. 배분력(radial component of cutting force)
  3. 주분력(vertical component of cutting force)
  4. 부분력(sub-component of cutting force)
(정답률: 75%)
  • 선반 가공 시 발생하는 절삭력 중 주분력은 공구의 주진행 방향(절삭 방향)으로 작용하는 힘으로, 이송분력이나 배분력에 비해 그 크기가 압도적으로 가장 큽니다.
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23. 스플라인 구멍의 홈을 가공하거나 복잡한 형상의 구멍을 정밀하게 가공할 수 있고, 대량생산을 하기에 적합한 공작기계는?

  1. 보링머신
  2. 슬로팅 머신
  3. 브로칭 머신
  4. 펠로즈 기어 셰이퍼
(정답률: 60%)
  • 브로칭 머신은 브로치라는 다날 공구를 사용하여 스플라인 홈이나 복잡한 내경 형상을 한 번의 행정으로 정밀하게 가공할 수 있어 대량생산에 매우 효율적인 공작기계입니다.
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24. 공기마이크로미터의 특징 설명으로 틀린 것은?

  1. 배율이 높고 정도가 좋다.
  2. 접촉 측정자를 사용하지 않을 때에는 측정력이 거의 0에 가깝다.
  3. 측정물에 부착된 기름이나 먼지를 분출공기로 불어내므로 보다 정확한 측정이 가능하다.
  4. 비교측정기로서 큰 치수(1개)와 작은 치수(2개)로 이루어진 마스터가 최소 3개 필요하다.
(정답률: 69%)
  • 공기마이크로미터는 비접촉식 측정기로서 정밀도가 높고 측정력이 거의 없으며, 분출 공기로 이물질을 제거해 정확한 측정이 가능합니다. 하지만 비교측정을 위해 필요한 마스터는 일반적으로 기준 치수를 가진 2개면 충분합니다.

    오답 노트
    마스터 3개 필요: 기준 치수 설정을 위해 보통 2개의 마스터를 사용함
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25. 선반의 전 소비동력은 다음 중 3가지 동력을 합한 것이다. 이 3가지에 해당하지 않는 것은?

  1. 손실동력
  2. 유효절삭동력
  3. 이송동력
  4. 회전동력
(정답률: 49%)
  • 선반의 전 소비동력은 실제로 칩을 깎는 데 사용되는 유효절삭동력, 공구를 이동시키는 이송동력, 그리고 기계적 마찰 등으로 사라지는 손실동력의 합으로 구성됩니다. 따라서 회전동력은 별도의 독립된 구성 요소가 아닙니다.
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26. 두께 2mm, C = 0.2%의 경질 탄소강판에 지름 25mm의 구멍을 펀치로 뚫을 때, 전단하중 P = 30.80 kN 라면 전단응력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 196
  2. 212
  3. 246
  4. 288
(정답률: 56%)
  • 전단응력은 전단하중을 전단 면적으로 나눈 값입니다. 펀칭 가공 시 전단 면적은 구멍의 둘레에 판재 두께를 곱한 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{P}{\pi d t}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{30800}{\pi \times 25 \times 2}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 196.1$
    따라서 전단응력은 약 $196\text{ MPa}$입니다.
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27. 금속산화물의 산소와 알루미늄 분말과의 화학반응에 의해 발생하는 열을 이용한 용접 방법은?

  1. 원자수소 용접법
  2. 프로젝션 용접법
  3. 테르밋 용접법
  4. 플래시 용접법
(정답률: 68%)
  • 금속산화물(주로 산화철)과 알루미늄 분말이 반응할 때 발생하는 강력한 화학적 발열 반응을 이용하여 금속을 용융시켜 접합하는 방법이 테르밋 용접법입니다.
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28. 다음 중 센터리스 연삭기에 사용하지 않는 부품은?

  1. 양 센터
  2. 조정 숫돌
  3. 연삭 숫돌
  4. 가공물 지지대
(정답률: 80%)
  • 센터리스 연삭기는 이름 그대로 센터(Center) 없이 가공물을 지지하며 연삭하는 방식입니다.
    연삭 숫돌, 조정 숫돌, 가공물 지지대(워크 레스트)를 사용하여 가공물을 고정하므로, 가공물을 양 끝에서 잡아주는 양 센터는 사용하지 않습니다.
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29. 인발가공에서 인발 조건의 인자(因子)로 거리가 먼 것은?

  1. 역장력(back tension)
  2. 마찰력(friction force)
  3. 다이각(die angle)
  4. 절곡력(folding force)
(정답률: 42%)
  • 인발가공은 재료를 다이를 통해 잡아당겨 단면적을 줄이는 공정으로, 다이의 형상, 마찰, 그리고 당기는 힘과 관련된 인자들이 영향을 미칩니다.
    절곡력은 재료를 굽히는 굽힘 가공(Bending) 시 발생하는 힘이므로 인발 조건과는 거리가 멉니다.
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30. 가스침탄법에서 침탄층의 깊이를 증가시킬 수 있는 첨가 원소는?

  1. Si
  2. Mn
  3. Al
  4. N
(정답률: 63%)
  • 가스침탄법에서 Mn(망간)은 탄소의 확산을 촉진하여 침탄층의 깊이를 증가시키는 역할을 하는 대표적인 첨가 원소입니다.
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31. 다음 중 다이아몬드, 수정 등 보석류 가공에 가장 적합한 것은?

  1. 초음파 가공
  2. 방전 가공
  3. 수퍼피니싱 가공
  4. 전해 가공
(정답률: 72%)
  • 초음파 가공은 초음파 진동과 연마 입자를 이용하여 가공하므로, 다이아몬드나 수정과 같이 경도가 매우 높고 취성이 큰 보석류 및 세라믹 가공에 가장 적합합니다.

    오답 노트
    방전 가공, 전해 가공: 전도성 재료만 가능
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32. 연삭숫돌의 결합제(bond)중 주성분이 점토와 장석이며 연삭숫돌의 90% 이상을 차지할 만큼 많이 사용하는 결합제는?

  1. 비트리파이드 (vitrified)
  2. 실리케이트 (silicate)
  3. 레지노이드 (resinoid)
  4. 셀락 (shellac)
(정답률: 47%)
  • 비트리파이드 (vitrified) 결합제는 점토와 장석을 주성분으로 하며, 내열성과 강도가 우수하여 연삭숫돌 결합제의 90% 이상을 차지하는 가장 대표적인 결합제입니다.
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33. 피측정물을 확대 관측하여 복잡한 모양의 윤곽, 좌표의 측정, 나사 요소의 측정 등과 같이 단독 요소의 측정기로는 측정할 수 없는 부분을 측정하기에 적합한 측정기는?

  1. 피치 게이지
  2. 나사 마이크로미터
  3. 공구 현미경
  4. 센터 게이지
(정답률: 68%)
  • 공구 현미경은 측정물을 확대하여 관측함으로써 복잡한 윤곽, 좌표, 나사 요소 등 정밀한 단독 요소 측정기로는 한계가 있는 부분을 측정하는 데 가장 적합한 광학 측정기입니다.
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34. 내접 기어(internal gear)를 절삭하는 공작기계로 다음 중 가장 적합한 것은?

  1. 플레이너
  2. 브로칭 머신
  3. 글리슨 기어 제너레이터
  4. 펠로즈 기어 셰이퍼
(정답률: 59%)
  • 펠로즈 기어 셰이퍼는 커터가 왕복 운동을 하며 기어를 절삭하는 방식으로, 외접 기어뿐만 아니라 내접 기어(internal gear) 절삭에도 가장 적합한 공작기계입니다.
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35. 프레스(press)가공에서 굽힘성형가공이 아닌 것은?

  1. 플랜징(flanging)
  2. 컬링(curling)
  3. 브로칭(broaching)
  4. 벤딩(bending)
(정답률: 54%)
  • 브로칭은 여러 개의 절삭날이 달린 브로치 공구를 밀거나 당겨서 구멍의 내경이나 외형을 가공하는 절삭 가공입니다.

    오답 노트
    플랜징, 컬링, 벤딩: 판재를 굽히거나 말아서 형상을 만드는 굽힘 성형 가공입니다.
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36. 코킹(Caulking)이란 어떤 작업인가?

  1. 강판의 가장자리를 굽히는 작업이다.
  2. 용기의 기밀을 유지하기 위하여, 리벳이음을 한 철판의 경계부를 공구로 타격하여 밀착시키는 것이다.
  3. 강판을 롤러 가공을 할 때 끝을 굽히는 작업이다.
  4. 제관이 끝난 후 기밀시험을 하기 위한 수압시험을 뜻한다.
(정답률: 82%)
  • 코킹은 리벳 이음 등으로 접합된 철판의 경계부를 전용 공구로 타격하여 틈새를 없앰으로써 용기의 기밀과 수밀을 유지하는 작업입니다.
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37. 목형용 목재의 방부법이 아닌 것은?

  1. 도포법
  2. 야적법
  3. 침투법
  4. 충진법
(정답률: 66%)
  • 야적법은 목재를 야외에 쌓아두어 수분을 제거하는 자연건조법이며, 방부법이 아닙니다.

    오답 노트
    도포법, 침투법, 충진법: 목재에 방부제를 처리하는 대표적인 방부법입니다.
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38. 프레스 가공에서 압축가공의 종류가 아닌 것은?

  1. 스웨이징 가공
  2. 코이닝 가공
  3. 업셋팅 가공
  4. 드로잉 가공
(정답률: 63%)
  • 드로잉 가공은 판재를 펀치로 밀어 넣어 컵 모양의 용기를 만드는 성형 가공이며, 압축 가공이 아닙니다.

    오답 노트
    스웨이징, 코이닝, 업셋팅 가공: 재료를 압축하여 형상을 만드는 압축 가공의 일종입니다.
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39. 200mm의 사인바를 사용하여 각도를 측정하려고 한다. 사인바 양단에 설치된 게이지 블록의 높이차가 41.5mm일 때 사인바가 이루는 각도는 약 몇°인가?

  1. 11.98°
  2. 20.04°
  3. 46.67°
  4. 78.02°
(정답률: 56%)
  • 사인바의 원리를 이용하여 각도를 구하는 문제입니다. 사인바의 길이와 높이차의 관계식을 사용합니다.
    ① $\sin \theta = \frac{h}{L}$
    ② $\sin \theta = \frac{41.5}{200}$
    ③ $\theta = 11.98^{\circ}$
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40. 이음매 없는 강관을 제조하는 방법으로 적합하지 않은 가공법은?

  1. 만네스만 천공법
  2. 인발
  3. 압출
  4. 맞대기 심 용접
(정답률: 75%)
  • 이음매 없는 강관(Seamless pipe)은 금속을 깎거나 밀어내어 만듭니다.
    맞대기 심 용접은 두 관을 용접하여 잇는 방식이므로 이음매가 생기는 가공법에 해당하여 적합하지 않습니다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 1초당 50리터의 물을 수송하는 바깥지름 165mm, 두께 5mm인 강관에 대해 설계 검증하고자 할 때 다음 중 틀린 것은? (단, 관의 허용응력은 100MPa이며, 기타 사항은 무시한다.)

  1. 관 내부의 단면적은 약 0.01887m2
  2. 관 내부의 유속은 약 2.65 m/s 이다.
  3. 시간당 유량은 약 180 m3/h 이다.
  4. 관에는 최대 3.226 MPa의 내압을 가할 수 있다.
(정답률: 46%)
  • 관의 내압 설계 시 얇은 벽 원통의 응력 공식을 사용하여 최대 허용 내압을 계산합니다.
    내경 $d_i = 165 - (5 \cdot 2) = 155\text{mm} = 0.155\text{m}$입니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{2 \cdot \sigma \cdot t}{d_i}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{2 \cdot 100 \cdot 10^6 \cdot 0.005}{0.155}$
    ③ [최종 결과] $P = 6.45\text{MPa}$
    따라서 최대 3.226 MPa의 내압을 가할 수 있다는 설명은 계산 결과와 다르므로 틀린 내용입니다.
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42. 축은 가공하지 않고 회전체의 보스에만 키 홈을 내어 설치하는 키는?

  1. 반달키(woodruff key)
  2. 평키(flat key)
  3. 접선키(tangential key)
  4. 안장키(saddle key)
(정답률: 58%)
  • 안장키(saddle key)는 축의 가공 없이 보스 부분에만 키 홈을 파서 설치하는 키로, 설치가 간편하며 주로 하중이 적은 곳에 사용됩니다.
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43. 베어링 번호 6312인 볼베어링에 그리스 윤활로 45000 시간의 수명을 주고자 할 때, 최고사용회전수로 허용되어지는 베어링 하중의 최대 크기는 약 몇 N 인가? (단, 한계속도지수값(d·N)은 180000 mm ·rpm이며, 기본동적부하용량은 81.9kN이고, 하중계수는 1.5이다.)

  1. 2148
  2. 2717
  3. 3678
  4. 4082
(정답률: 47%)
  • 베어링의 수명 공식과 한계속도지수를 이용하여 허용 하중을 계산합니다.
    먼저 베어링 번호 6312에서 보어 지름 $d = 60\text{mm}$이며, 한계속도지수 $d \cdot N = 180000$에서 회전수 $N = 3000\text{rpm}$입니다.
    수명 $L_{10h} = 45000\text{h}$를 총 회전수 $L_{10}$으로 변환하면 $L_{10} = 60 \cdot N \cdot L_{10h} = 60 \cdot 3000 \cdot 45000 = 8.1 \cdot 10^9$ 회전입니다.
    ① [기본 공식] $P = C \cdot ( \frac{L_{10}}{L_{10h} \cdot 60 \cdot N} )^{\frac{1}{3}} \cdot \frac{1}{f}$ (또는 $P = \frac{C}{f \cdot (L_{10})^{1/3}}$)
    ② [숫자 대입] $P = \frac{81.9 \cdot 10^3}{1.5 \cdot (8.1 \cdot 10^9)^{\frac{1}{3}}}$
    ③ [최종 결과] $P = 2717\text{N}$
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44. 축 설계 시 일반적인 고려사항으로 거리가 먼 것은?

  1. 강성
  2. 진동
  3. 마모
  4. 강도
(정답률: 58%)
  • 축 설계 시에는 축이 파손되지 않는 강도, 변형이 적은 강성, 공진을 피하기 위한 진동, 그리고 부식과 열응력 등을 종합적으로 고려해야 합니다.

    오답 노트
    마모는 주로 베어링이나 접촉면에서 고려하는 사항이며, 축 자체의 설계 기본 고려사항과는 거리가 멉니다.
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45. 브레이크 압력이 490kPa, 브레이크 드럼의 원주속도가 8m/s일 때 이 브레이크의 브레이크 용량(N ·m/s · mm2)은 얼마인가? (단, 마찰계수는 0.2이다.)

  1. 2.984
  2. 7.842
  3. 0.298
  4. 0.784
(정답률: 31%)
  • 브레이크 용량은 단위 면적당 압력, 마찰계수, 원주속도의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = p \times \mu \times v$
    ② [숫자 대입] $C = 490 \times 0.2 \times 8$
    ③ [최종 결과] $C = 784$
    단위 환산($\text{N} \cdot \text{m} / \text{s} \cdot \text{mm}^2$)을 적용하면 $0.784$가 됩니다.
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46. 나사의 풀림방지 대책으로 적절하지 않은 것은?

  1. 스프링와셔 사용
  2. 홈붙이너트와 분할핀 사용
  3. 고정너트(lock nut) 사용
  4. 캡너트(cap nut) 사용
(정답률: 77%)
  • 캡너트는 너트의 끝부분을 덮어 외관을 좋게 하거나 볼트 끝단에 의한 부상을 방지하는 용도이며, 나사의 풀림을 방지하는 기능은 없습니다.

    오답 노트
    스프링와셔, 홈붙이너트와 분할핀, 고정너트는 모두 나사의 풀림을 방지하는 대표적인 방법입니다.
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47. 이론적으로 기어의 압력각이 14.5°일 때 언더컷을 일으키지 않는 한계 잇수는?

  1. 35개
  2. 32개
  3. 30개
  4. 17개
(정답률: 59%)
  • 기어의 압력각이 $14.5^{\circ}$일 때, 언더컷을 방지하기 위한 최소 잇수는 이론적으로 32개입니다.
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48. 코일 스프링에서 하중을 P, 코일의 유효지름을 D, 소선의 지름을 d, 코일의 전단탄성계수를 G, 유 효감김수를 n이라 할 때 코일 스프링의 처짐량(δ)을 구하는 식은?

(정답률: 61%)
  • 코일 스프링의 처짐량은 하중, 코일 지름, 소선 지름, 전단탄성계수 및 유효 감김수의 관계식으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$\delta = \frac{8nPD^{3}}{Gd^{4}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\delta = \frac{8nPD^{3}}{Gd^{4}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\delta = \frac{8nPD^{3}}{Gd^{4}}$$
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49. 볼트에 가해지는 충격하중에 대하여 충격 에너지 흡수 능력을 크게 하고자 할 때 다음 중 가장 적합한 방법은?

  1. 볼트의 길이를 길게 하고, 볼트의 단면적도 크게 한다.
  2. 볼트의 길이를 길게 하고, 볼트의 단면적은 작게 한다.
  3. 볼트의 길이를 짧게 하고, 볼트의 단면적은 크게 한다.
  4. 볼트의 길이를 짧게 하고, 볼트의 단면적도 작게 한다.
(정답률: 67%)
  • 볼트의 충격 에너지 흡수 능력(탄성 에너지)은 볼트의 길이가 길수록, 단면적이 작을수록 커집니다. 이는 재료의 변형량을 늘려 에너지를 더 많이 흡수할 수 있게 하기 때문입니다.
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50. 원추 클러치에서 원추각이 마찰각 이하로 될 때 나타나는 현상으로 옳은 것은?

  1. 원추를 잡아 빼내는데 힘이 들어 불편하다.
  2. 축방향에 밀어 부치는 힘 P가 크게 된다.
  3. 시동할 때 클러치의 물리는 상태가 아주 원활하기 때문에 충격이 일어나지 않는다.
  4. 모양이 소형이 되므로 공작이 용이하다.
(정답률: 70%)
  • 원추 클러치에서 원추각이 마찰각보다 작아지면, 마찰력이 너무 커져서 클러치를 분리할 때 원추를 잡아 빼내는 데 과도한 힘이 필요하게 되어 사용이 불편해집니다.
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51. 주철의 성장을 방지하는 일반적인 방법이 아닌 것은?

  1. 흑연을 미세하게 하여 조직을 치밀하게 한다.
  2. C, Si 량을 감소시킨다.
  3. 탄화물 안정원소인 Cr, Mn, Mo, V 등을 첨가한다.
  4. 주철을 720℃ 정도에서 가열, 냉각시킨다.
(정답률: 35%)
  • 주철의 성장은 고온에서 흑연이 거대해지며 부피가 팽창하는 현상입니다. 이를 방지하려면 흑연을 미세화하거나, C와 Si 함량을 줄이고, Cr, Mn, Mo, V 같은 탄화물 안정 원소를 첨가해야 합니다.

    오답 노트
    주철을 $720^{\circ}C$ 정도에서 가열, 냉각시키는 것은 성장을 방지하는 방법이 아닙니다.
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52. 강의 쾌삭성을 증가시키기 위하여 첨가하는 원소는?

  1. Pb, S
  2. Mo, Ni
  3. Cr, W
  4. Si, Mn
(정답률: 60%)
  • 강재의 절삭성을 높이기 위해 칩(chip)의 분단을 돕고 윤활 작용을 하는 Pb(납)과 S(황)을 첨가하는 쾌삭강을 사용합니다.
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53. 구상흑연 주철에서 흑연을 구상으로 만드는데 사용하는 원소는?

  1. Ni
  2. Ti
  3. Mg
  4. Cu
(정답률: 59%)
  • 구상흑연 주철은 용융된 주철에 Mg(마그네슘)이나 Ce(세륨) 등의 구상화제를 첨가하여 흑연의 모양을 편상에서 구상으로 변화시킨 주철입니다.
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54. 담금질 조직 중 가장 경도가 높은 것은?

  1. 펄라이트
  2. 마텐자이트
  3. 솔바이트
  4. 트루스타이트
(정답률: 83%)
  • 마텐자이트는 급랭 시 탄소가 고용된 상태로 격자가 왜곡된 침상 조직으로, 담금질 조직 중 가장 높은 경도와 강도를 가집니다.
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55. 노 안에서 페로실리콘(Fe-Si), 알루미늄 등의 강력한 탈산제를 첨가하여 충분히 탈산시킨 강괴는?

  1. 세미킬드 강괴
  2. 림드 강괴
  3. 캡드 강괴
  4. 킬드 강괴
(정답률: 68%)
  • 강괴 제조 시 페로실리콘(Fe-Si)이나 알루미늄과 같은 강력한 탈산제를 첨가하여 산소를 완전히 제거함으로써 기포 발생을 억제한 강괴를 킬드 강괴라고 합니다.
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56. 고속도강의 제조에 사용되지 않는 원소는?

  1. 텅스텐(W)
  2. 바나듐(V)
  3. 알루미늄(Al)
  4. 크롬(Cr)
(정답률: 78%)
  • 고속도강은 고온 경도를 유지하기 위해 텅스텐(W), 크롬(Cr), 바나듐(V) 등을 주요 합금 원소로 사용하며, 알루미늄(Al)은 제조에 사용되지 않습니다.
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57. 순철(pure iron)에 없는 변태는?

  1. A1
  2. A2
  3. A3
  4. A4
(정답률: 78%)
  • A1 변태는 공석점 $723^{\circ}C$, 탄소 함량 $0.8\%$인 강(Steel)에서만 발생하는 변태이므로, 탄소가 거의 없는 순철에서는 나타나지 않습니다.
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58. 탄소공구강 재료의 구비 조건으로 틀린 것은?

  1. 상온 및 고온경도가 클 것
  2. 내마모성이 작을 것
  3. 가공 및 열처리성이 양호할 것
  4. 강인성 및 내충격성이 우수할 것
(정답률: 67%)
  • 탄소공구강은 절삭 도구로 사용되기 때문에 마찰에 견디는 성질인 내마모성이 매우 커야 합니다.

    오답 노트
    내마모성이 작을 것: 공구강은 마모가 적어야 하므로 내마모성이 커야 함
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59. 다음 재료 중 고강도 합금으로써 항공기용 재료에 사용되는 것은?

  1. Naval brass
  2. 알루미늄 청동
  3. 베릴륨 동
  4. Extra Super Duralumin(ESD)
(정답률: 71%)
  • Extra Super Duralumin(ESD)은 알루미늄 합금의 일종으로, 매우 높은 강도와 가벼운 무게를 가지고 있어 항공기 기체 및 구조재로 널리 사용되는 대표적인 고강도 합금입니다.
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60. 금형의 표면과 중심부 또는 얇은부분과 두꺼운 부분 등에서 담금질할 때 균열이 발생하는 가장 큰 이유는?

  1. 마텐자이트 변태 발생 시간이 다르기 때문에
  2. 오스테나이트 변태 발생 시간이 다르기 때문에
  3. 트루스타이트 변태 발생 시간이 늦기 때문에
  4. 솔바이트 변태 발생 시간이 빠르기 때문에
(정답률: 60%)
  • 담금질 시 부위별 두께나 위치에 따라 냉각 속도가 달라지며, 이로 인해 마텐자이트 변태가 일어나는 시점과 시간이 차이 나게 됩니다. 이러한 변태 시간의 불균일함이 내부 응력을 유발하여 균열의 주원인이 됩니다.
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4과목: 기구학 및 CAD

61. 3차의 베지어 패치(Bazier Patch)를 정의하는데 필요한 제어점(control points)의 수는?

  1. 4개
  2. 8개
  3. 12개
  4. 16개
(정답률: 34%)
  • 3차 베지어 패치는 $u$ 방향과 $v$ 방향으로 각각 4개의 제어점이 필요한 2차원 곡면입니다. 따라서 전체 제어점의 수는 두 방향의 곱으로 결정됩니다.
    $$\text{제어점 수} = (3+1) \times (3+1) = 16$$
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62. B-rap 방식에 의한 솔리드모델링 표현에서 오일러 (Euler)관계식을 적용하기 위하여 인위적인 경계요소(면, 모서리, 꼭짓점)의 추가가 필요한 형상은?

  1. 직육면체
  2. 사면체 각뿔
  3. 오각 기둥
  4. 원환(torus)
(정답률: 54%)
  • 오일러 관계식 $V - E + F = 2$ (꼭짓점 - 모서리 + 면 = 2)는 구(Sphere)와 위상적으로 동일한 단순 다면체에 적용됩니다. 원환(torus)은 구멍이 뚫린 도넛 모양으로 위상적 특성이 다르기 때문에, 이 식을 만족시키기 위해서는 인위적으로 경계 요소를 추가하여 분할해야 합니다.
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63. 다양한 형상을 미리 라이브러리로 형성해 놓고 이를 이용하여 형상을 모델링하는 솔리드 모델링 방법은?

  1. 경계 표현법(Boundary representation)
  2. CSG(Constructive Solid Geometry)
  3. 공간 분할법(Spatial decomposition)
  4. 스윕 표현법(Sweep representation)
(정답률: 53%)
  • CSG(Constructive Solid Geometry)는 구, 원통, 정육면체와 같은 기본 프리미티브(Primitive) 도형들을 라이브러리화하고, 이를 합집합, 교집합, 차집합 등의 불린 연산을 통해 복잡한 형상을 모델링하는 방법입니다.
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64. 다음 중 전자가 형광체를 여기(excitation) 하여 발광을 하는 디스플레이 장치가 아닌 것은?

  1. CRT(Cathode Ray Tube)
  2. PDP(Plasma Display Panel)
  3. VFD(Vacuum Fluorescent Display)
  4. FED(Field Emission Display)
(정답률: 41%)
  • PDP(Plasma Display Panel)는 전자가 아닌 가스 방전으로 인해 발생한 자외선(UV)이 형광체를 여기시켜 발광하는 방식입니다.

    오답 노트
    CRT, VFD, FED: 모두 전자빔이나 전자가 직접 형광체에 충돌하여 발광하는 방식입니다.
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65. 다음은 솔리드를 표현하는 여러 방법 중 CSG(Constructive Solid Geometry)와 B-Rap (Boundary Representation)을 비교한 것이다. 틀린 것은?

  1. 모따기와 라운딩같은 모델의 국부 수정은 B-Rep 방식이 더 유리하다.
  2. CSG 모델에서는 모델의 생성과정에 관한 정보를 쉽게 알 수 있다
  3. 모델의 저장이 CSG가 명시적이라면 B-Rep은 묵시적이라 할 수 있다.
  4. CSG 모델을 B-Rep으로 전환하는 것은 항상 가능한 일이다.
(정답률: 30%)
  • CSG 방식은 기본 도형의 조합(불린 연산)으로 형상을 정의하므로 생성 과정이 포함된 묵시적 표현 방식이며, B-Rep 방식은 면, 모서리, 꼭짓점과 같은 경계 요소로 형상을 직접 정의하는 명시적 표현 방식입니다. 따라서 모델의 저장이 CSG가 명시적이고 B-Rep이 묵시적이라는 설명은 서로 반대로 설명되었습니다.
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66. CSG 방식을 이용하여 다음의 솔리드 모델을 생성 하고자 한다. A, B, C에 들어갈 불리언(boolean) 연산자를 차례대로 표시한 것은? (∪ : 합집합, ∩ : 교집합, - : 차집합)

  1. ∪, ∩, ∩
  2. ∪, - -
  3. - ∪, -
  4. ∩, ∪, ∩
(정답률: 47%)
  • CSG(Constructive Solid Geometry) 모델링 과정은 다음과 같습니다.
    A: 두 직육면체를 합쳐 더 큰 덩어리를 만드는 합집합($\cup$) 연산입니다.
    B: 기본 블록에서 A에서 만든 형상을 깎아내는 차집합($-$) 연산입니다.
    C: 완성된 형상에서 작은 원통형 구멍을 뚫어내는 차집합($-$) 연산입니다.
    따라서 순서대로 $\cup, -, -$가 정답입니다.
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67. 곡선의 모델링시 주어진 데이터 점들의 양 끝점과 그 점에서의 접선벡터를 이용하여 3차 곡선을 정의하는 보간(interpolation)법은 무엇인가?

  1. Hermite interpolation
  2. Lagrange interpolation
  3. Gaussian interpolation
  4. Bezier interpolation
(정답률: 45%)
  • Hermite interpolation은 곡선의 양 끝점의 위치 정보와 그 점에서의 접선 벡터(미분값)를 이용하여 3차 다항식 곡선을 정의하는 보간법입니다.

    오답 노트
    Lagrange interpolation: 접선 벡터 없이 주어진 데이터 점들만을 통과하는 다항식을 생성함
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68. 다음 그림은 어떤 형상의 와이어프레임(wire frame)모델이다. 이 모델은 그림에서와 같이 보는 관점에 따라서 여러 가지 모양으로 해석될 수 있는 문제점을 지닌다. 어떠한 정보가 추가되어야 정확한 형상을 표현할 수 있는가?

  1. Egde
  2. Surface
  3. Curve
  4. Vertex
(정답률: 62%)
  • 와이어프레임 모델은 와 같이 뼈대(선)만으로 구성되어 있어, 면의 정보가 없으면 보는 관점에 따라 형상이 모호하게 해석되는 모호성(Ambiguity) 문제가 발생합니다. 이를 해결하기 위해서는 면에 해당하는 Surface 정보가 추가되어야 합니다.
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69. 3차원(3D) 변환에 있어서는 X, Y, Z의 모든 축을 고려해야 한다. 3차원상의 한 점 P = [1 1 1]을 X축에 대해 반시계방향으로 90° 회전한 후의 점 좌표로서 알맞은 것은?

  1. [ 1 0 1 ]
  2. [ 1 1 -1 ]
  3. [ 1 -1 1]
  4. [-1 1 1 ]
(정답률: 31%)
  • X축 기준 회전 변환 시 X 좌표는 고정되며, Y와 Z 좌표가 회전 행렬에 의해 변환됩니다. $90^{\circ}$ 회전 시 $Y$는 $Z$가 되고, $Z$는 $-Y$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\begin{bmatrix} x' \\ y' \\ z' \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & \cos\theta & -\sin\theta \\ 0 & \sin\theta & \cos\theta \end{bmatrix} \begin{bmatrix} x \\ y \\ z \end{bmatrix}$
    ② [숫자 대입] $\begin{bmatrix} x' \\ y' \\ z' \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & -1 \\ 0 & 1 & 0 \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 \\ 1 \\ 1 \end{bmatrix}$
    ③ [최종 결과] $[ 1, -1, 1 ]$
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70. 여러 가지 곡선을 모델링하는 경우의 일반적인 설명으로 틀린 것은?

  1. B-spline 곡선은 한 개의 조정점이 바뀌어도 몇 개의 곡선 segment만 영향을 받고 나머지는 변하지 않는다.
  2. Bezier 곡선은 n 차일 때 n+1 개의 조정점에 의하여 정의된다.
  3. [ 0 0 0 1 1 1]은 NURBS의 절점벡터(knots vector)로 볼 수 있다.
  4. NURBS 곡선표현은 모든 B-spline과 Bezier 곡선 표현이 가능한 것은 아니다.
(정답률: 44%)
  • NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)는 B-spline과 Bezier 곡선을 모두 포함하는 일반화된 형태의 곡선 표현 방식입니다. 따라서 NURBS 곡선 표현으로 모든 B-spline과 Bezier 곡선을 표현할 수 있습니다.
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71. 평마찰차와 홀마찰차가 같은 힘으로 밀어붙일 때 회전력은 어떻게 되겠는가?

  1. 어느 것이나 다 같다.
  2. 평마찰차가 1.5배 가량 크다.
  3. 평마찰차가 2배 가량 크다.
  4. 홈마찰차가 더 크다.
(정답률: 46%)
  • 홈마찰차는 평마찰차와 달리 접촉면이 곡면으로 되어 있어, 동일한 힘으로 밀어붙였을 때 마찰력이 더 크게 작용하여 회전력이 더 큽니다.
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72. 원동자 지름 100mm, 회전수 500rpm이고, 종동차 지름 200mm인 벨트 전동장치에서 종동차의 회전수는 몇 rpm인가단, 벨트두께는 고려치 않는다.)

  1. 1000
  2. 500
  3. 250
  4. 2500
(정답률: 75%)
  • 벨트 전동장치에서 두 풀리의 지름과 회전수는 반비례 관계에 있습니다.
    ① [기본 공식] $D_1 N_1 = D_2 N_2$
    ② [숫자 대입] $100 \times 500 = 200 \times N_2$
    ③ [최종 결과] $N_2 = 250$
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73. 왕복 슬라이더 크랭크기구에서 구성요소가 아닌 것은?

  1. 크랭크
  2. 슬라이더
  3. 벨트
  4. 커넥팅로드
(정답률: 68%)
  • 왕복 슬라이더 크랭크 기구는 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 바꾸는 기구로, 크랭크, 커넥팅로드, 슬라이더의 세 가지 핵심 요소로 구성됩니다.

    오답 노트
    벨트: 마찰차나 풀리를 이용한 동력 전달 요소이며 슬라이더 크랭크 기구의 구성 요소가 아닙니다.
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74. 다음 평 벨트의 걸기 형태에서 접촉각이 가장 큰 것은?

  1. 이완측(slack side)을 위에 둔 바로걸기
  2. 이완측(slack side)을 아랫니 둔 바로걸기
  3. 엇 걸기(cross belting)
  4. 긴장 풀리(tension pulley)를 사용한 바로걸기
(정답률: 66%)
  • 벨트의 걸기 방식 중 엇걸기(cross belting)는 벨트가 교차하며 풀리를 감싸기 때문에 바로걸기 방식보다 접촉각이 더 크게 형성되어 전달 효율이 높습니다.
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75. 기어 이(齒)의 크기를 표시하는 방법이 아닌 것은?

  1. 모듈
  2. 원주 피치
  3. 이끌 높이
  4. 지름 피치
(정답률: 61%)
  • 기어 이의 크기를 결정하는 대표적인 요소는 모듈, 원주 피치, 피치원 지름 등이 있습니다.

    오답 노트
    이끌 높이: 나사나 기어의 치형 높이와는 무관한 용어입니다.
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76. 두 축이 만나지도 평행하지도 않는 경우에 사용된 기어로 바르게 짝지어진 것은?

  1. 하이포이드 기어, 웜 기어
  2. 웜 기어, 크라운 기어
  3. 크라운 기어, 베벨 기어
  4. 나사 기어, 헬리컬 기어
(정답률: 52%)
  • 두 축이 서로 만나지도 않고 평행하지도 않은 '엇갈린 축'에서 동력을 전달하기 위해 사용되는 기어는 하이포이드 기어와 웜 기어입니다.
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77. 다음 중 캠 기구를 응용한 장치는?

  1. 내연기관 밸브 개폐장치
  2. 리프트 장치
  3. 배력장치
  4. 제도기계
(정답률: 55%)
  • 캠 기구는 회전 운동을 특정한 직선 또는 왕복 운동으로 변환하는 장치로, 내연기관에서 흡기 및 배기 밸브를 정확한 타이밍에 열고 닫는 밸브 개폐장치에 핵심적으로 응용됩니다.
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78. 기소 중에서 캠, 기어 등이 접촉하고 있는 대우는?

  1. 미끄럼대우
  2. 회전대우
  3. 구면대우
  4. 점선대우
(정답률: 34%)
  • 캠이나 기어의 치면이 접촉할 때처럼 접촉 면적이 매우 좁은 점이나 선의 형태로 하중이 전달되는 접촉 상태를 점선대우라고 합니다.
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79. 사일런트 체인을 사용하는 주목적으로 가장 적합한 것은?

  1. 보다 정숙한 운전
  2. 큰 동력전달
  3. 자유로운 변속
  4. 체인 핀 마모방지
(정답률: 58%)
  • 사일런트 체인(Silent Chain)은 체인 플레이트의 형상을 개선하여 스프로킷과 맞물릴 때 발생하는 충격과 소음을 최소화하도록 설계된 체인입니다. 따라서 가장 적합한 목적은 보다 정숙한 운전입니다.
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80. 어떤 기구가 정지 상태에서 출발하여 1분 후에 시속 100km의 속도가 되었다. 이 기구의 가속도(m/s2)는?

  1. 0.463
  2. 1.67
  3. 13.89
  4. 27.78
(정답률: 47%)
  • 가속도는 단위 시간당 속도의 변화량을 의미하며, 시속 단위를 m/s로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{a} = \frac{\text{v}}{\text{t}}$가속도 = 속도 / 시간
    ② [숫자 대입] $\text{a} = \frac{100 \times \frac{1000}{3600}}{60}$
    ③ [최종 결과] $\text{a} = 0.463$
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