기계설계기사 필기 기출문제복원 (2013-06-02)

기계설계기사 2013-06-02 필기 기출문제 해설

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기계설계기사
(2013-06-02 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 재료가 순수 전단력을 받아 선형 탄성적으로 거동할 때 변형 에너지밀를 구하는 식이 아닌 것은? (단, τ:전단응력, G:전단 탄성계수, γ:전단변형률)

(정답률: 59%)
  • 순수 전단력을 받는 재료의 변형 에너지 밀도는 전단응력 $\tau$와 전단변형률 $\gamma$의 관계식 $\tau = G\gamma$를 이용하여 유도합니다.
    에너지 밀도 $u = \frac{1}{2} \tau \gamma = \frac{\tau^2}{2G} = \frac{1}{2} G \gamma^2$가 성립해야 합니다.

    오답 노트
    : $\frac{1}{2} r^2 \gamma$는 전단 변형 에너지 밀도의 표준 공식 형태가 아니므로 틀린 식입니다.
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2. 피로 한도(fatigue limit)와 가장 관계가 깊은 하중은?

  1. 충격 하중
  2. 정 하중
  3. 반복 하중
  4. 수직 하중
(정답률: 74%)
  • 피로 한도(fatigue limit)란 재료가 무한히 반복되는 하중을 받아도 파괴되지 않는 최대 응력 수준을 의미합니다. 이는 하중이 주기적으로 가해지고 사라지는 반복 하중 상황에서 재료의 내구성을 평가하는 핵심 지표입니다.
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3. 평면 변형률 상태에서 변형률 εx, εy 그리고 γxy가 주어졌다면 이 때 주변형률 ε1과 ε2는 어떻게 주어지는가?

(정답률: 35%)
  • 평면 변형률 상태에서 주변형률 $\epsilon_{1}, \epsilon_{2}$는 변형률 원의 원리를 이용하여 계산하며, 평균 변형률과 최대 전단 변형률의 합과 차로 정의됩니다.
    $$\epsilon_{1}, \epsilon_{2} = \frac{\epsilon_{x} + \epsilon_{y}}{2} \pm \sqrt{(\frac{\epsilon_{x} - \epsilon_{y}}{2})^{2} + (\frac{\gamma_{xy}}{2})^{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 그림과 같은 직사각형 단면을 갖는 기둥이 단면의 도심에 길이 방향의 압축하중을 받고 있다. x-x축 중심의 좌굴과 y-y축 중심의 좌굴에 대한 임계하중의 비는? (단, 두 경우에 있어서의 지지조건은 동일하다.)

  1. 0.09
  2. 0.21
  3. 0.18
  4. 0.36
(정답률: 50%)
  • 임계하중 $P_{cr}$은 단면 이차 모멘트 $I$에 비례합니다. 지지조건과 재료가 동일하므로 임계하중의 비는 각 축에 대한 단면 이차 모멘트의 비와 같습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P_{cr,x}}{P_{cr,y}} = \frac{I_x}{I_y} = \frac{\frac{bh^3}{12}}{\frac{hb^3}{12}} = \frac{h^2}{b^2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{P_{cr,x}}{P_{cr,y}} = \frac{3^2}{10^2}$
    ③ [최종 결과] $\frac{P_{cr,x}}{P_{cr,y}} = 0.09$
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5. 100rpm으로 30kW를 전달시키는 길이 1m, 지름 7cm인 둥근 측단의 비틀림각은 약 몇 rad인가? (단, 전단 탄성계수 G=83GPa이다.)

  1. 0.26
  2. 0.30
  3. 0.015
  4. 0.009
(정답률: 43%)
  • 전달 동력을 통해 비틀림 모멘트를 구한 후, 비틀림각 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\theta = \frac{TL}{GJ}$$
    ② [숫자 대입]
    $$T = \frac{60 \times 30000}{2 \pi \times 100} \approx 2864.8$$
    $$J = \frac{\pi \times 0.07^4}{32} \approx 2.357 \times 10^{-6}$$
    $$\theta = \frac{2864.8 \times 1}{83 \times 10^9 \times 2.357 \times 10^{-6}}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\theta = 0.015$$
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6. 길이가 L인 외팔보 AB가 오른쪽 끝 B가 고정되고 전 길이에 ω의 균일분포하중이 작용할 때 이 보의 최대 처짐은? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

  1. ωL4/4EI
  2. 2ωL4/5EI
  3. ωL4/8EI
  4. 5ωL4/2EI
(정답률: 60%)
  • 균일분포하중을 받는 외팔보의 최대 처짐량 공식을 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta_{max} = \frac{\omega L^4}{8EI}$
    ② [숫자 대입] $\delta_{max} = \frac{\omega L^4}{8EI}$
    ③ [최종 결과] $\delta_{max} = \frac{\omega L^4}{8EI}$
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7. 바깥지름 do=40cm, 안지름 di=20cm의 중공축은 동일 단면적을 가진 중실축보다 몇 배의 토크를 견디는가?

  1. 1.24
  2. 1.44
  3. 1.64
  4. 1.84
(정답률: 57%)
  • 동일 단면적일 때 중공축과 중실축의 토크 전달 능력 비는 지름의 비를 통해 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{T_{hollow}}{T_{solid}} = \frac{d_{o}^{3} - d_{i}^{3}}{d^{3}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{T_{hollow}}{T_{solid}} = \frac{40^{3} - 20^{3}}{(40^{2} - 20^{2})^{1.5} \times \text{constant}} \rightarrow \text{단면적 동일 조건 시 } d = \sqrt{40^{2}-20^{2}} \approx 34.64 \text{ 대입} \rightarrow \frac{64000 - 8000}{34.64^{3}}$
    ③ [최종 결과] $1.44$
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8. 그림과 같은 평면 트러스에서 절점 A에 단일하중 P=80kN이 작용할 때, 부재 AB에 발생하는 부재력의 크기 및 방향을 구하면?

  1. 60kN, 압축
  2. 100kN, 압축
  3. 60kN, 인장
  4. 100kN, 인장
(정답률: 67%)
  • 절점 A에서 힘의 평형 조건을 이용하여 부재 AB의 부재력을 구합니다. 부재 AB의 경사각을 $\theta$라 할 때, 수직 방향의 힘의 평형 식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $F_{AB} = \frac{P}{\sin \theta}$
    ② [숫자 대입] $F_{AB} = \frac{80}{\frac{4}{\sqrt{3^2 + 4^2}}} = \frac{80}{0.8}$
    ③ [최종 결과] $F_{AB} = 100\text{ kN}$
    하중 $P$가 아래로 작용하므로 부재 AB는 당겨지는 인장력을 받습니다.
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9. 회전반경 K, 단면 2차 모멘트 I, 단면적을 A라고 할 때 다음 중 맞는 것은?

  1. K=A/I
  3. K=I/A
(정답률: 67%)
  • 회전반경 $K$는 단면 2차 모멘트 $I$를 단면적 $A$로 나눈 값의 제곱근으로 정의됩니다.
    $$\text{회전반경 } K = \sqrt{\frac{I}{A}}$$
    따라서 가 정답입니다.
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10. 지름 D인 두께가 얇은 링(ring)을 수평면 내에서 회전 시킬 때, 링에 생기는 인장응력을 나타내는 식은? (단, 링의 단위 길이에 대한 무게를 W, 링의 원주속도를 V, 링의 단면적을 A, 중력가속도 를 g로 한다.)

  1. WV2/DAg
  2. WV2/Ag
  3. WDV2/Ag
  4. WV2/Dg
(정답률: 63%)
  • 회전하는 링의 원심력에 의해 발생하는 인장응력을 구하는 문제입니다. 링의 단위 길이당 무게 $W$를 질량으로 환산하면 $W/g$이며, 원심력 $F = m V^2 / r$ 원리를 적용합니다.
    인장력 $T = \frac{W}{g} \frac{V^2}{D/2} \frac{D}{2} = \frac{WV^2}{g}$ (단위 길이당 원심력의 합산 성분)
    응력 $\sigma = \frac{T}{A}$이므로 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{WV^2}{Ag}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{WV^2}{Ag}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = \frac{WV^2}{Ag}$
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11. 다음 그림과 같이 집중하중을 받는 일단 고정, 타단 지지된 보에서 고정단에서의 모멘트는?

  1. 0
  2. PL/2
  3. 3PL/8
  4. 3PL/16
(정답률: 50%)
  • 일단 고정, 타단 지지된 보에서 하중 $P$가 중앙($L/2$)에 작용할 때, 고정단에서의 모멘트는 보의 정정/부정정 해석을 통해 구할 수 있습니다.
    이 경우 고정단 모멘트 $M$은 다음과 같은 공식으로 산출됩니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{3PL}{16}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{3PL}{16}$
    ③ [최종 결과] $M = \frac{3PL}{16}$
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12. 그림과 같이 두 외팔보가 롤러(Roller)를 사이에 두고 접촉되어 있을 때, 이 접촉점 C에서의 반력은? (단, 두 보의 굽힘강성 EI는 같다.)

  1. P/6
  2. P/24
(정답률: 52%)
  • 두 외팔보가 접촉점 C에서 서로 밀어내므로, 접촉점에서의 처짐량이 동일하다는 적합 조건을 이용하여 반력 $R$을 구합니다.
    보 A의 처짐 $\delta_A = \frac{RL^3}{3EI}$, 보 B의 처짐 $\delta_B = \frac{P(\ell/2)^2}{6EI}(3\ell - \ell/2) - \frac{R\ell^3}{3EI}$ (단, 보 B는 하중 $P$에 의한 처짐에서 반력 $R$에 의한 처짐을 뺀 값)
    두 처짐이 같다고 설정하여 $R$에 대해 정리하면 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\delta_A = \delta_B$
    ② [숫자 대입] $\frac{RL^3}{3EI} = \frac{5P\ell^3}{48EI} - \frac{R\ell^3}{3EI}$
    ③ [최종 결과] $R = \frac{5P\ell^3}{16(L^3 + \ell^3)}$
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13. 그림과 같은 구조물에서 단면 m-n상에 발생하는 최대 수직응력의 크기는 몇 MPa인가?

  1. 10
  2. 90
  3. 100
  4. 110
(정답률: 56%)
  • 단면 m-n에 작용하는 응력은 하중에 의한 직접 수직응력과 편심에 의한 굽힘응력의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A} + \frac{M}{Z} = \frac{P}{bh} + \frac{P e}{\frac{bh^2}{6}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{12000}{60 \times 20} + \frac{12000 \times 10}{\frac{60 \times 20^2}{6}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 10 + 100 = 110 \text{ MPa}$
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14. 길이 L=2m이고 지름 ø25mm인 원형단면의 단순지지보의 중앙에 집중하중 400kN이 작용할 때 최대 굽힘응력은 약 몇 kN/mm2인가?

  1. 65
  2. 100
  3. 130
  4. 200
(정답률: 48%)
  • 단순지지보 중앙 집중하중 시 최대 굽힘응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{\frac{PL}{4}}{\frac{\pi d^3}{32}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{\frac{400 \times 2000}{4}}{\frac{\pi \times 25^3}{32}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 131.3 \text{ N/mm}^2 \approx 130 \text{ kN/mm}^2$
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15. 단면이 정사각형인 외팔보에서 그림과 같은 하중을 받고 있을 때 허용응력이 σω이면 정사각형 단면의 한변의 길이 b는 얼마이상이어야 하는가?

(정답률: 57%)
  • 외팔보의 최대 굽힘모멘트와 굽힘응력 공식을 이용하여 단면 치수를 결정합니다. 최대 모멘트는 고정단에서 발생하며, 정사각형 단면의 단면계수 $Z = \frac{b^3}{6}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{\omega} = \frac{M}{Z} = \frac{\omega l_2 (l_1 + \frac{l_2}{2})}{\frac{b^3}{6}}$
    ② [숫자 대입] $b^3 = \frac{6 \omega l_2 (l_1 + \frac{l_2}{2})}{\sigma_{\omega}} = \frac{3 \omega l_2 (2l_1 + l_2)}{\sigma_{\omega}}$
    ③ [최종 결과] $b = [ \frac{3 \omega l_2 (2l_1 + l_2)}{\sigma_{\omega}} ]^{\frac{1}{3}}$
    따라서 정답은 입니다.
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16. 직경 20mm, 길이 50mm의 구리 막대의 양단을 고정하고 막대를 가열하여 40℃ 상승했을 때 고정단을 누르는 힘은 약 몇 kN 정도인가? (단, 구리의 선팽창계수 α=0.16×10-4℃, 탄성계수 E=110GPa이다.)

  1. 52
  2. 25
  3. 30
  4. 22
(정답률: 50%)
  • 온도 상승으로 인해 팽창하려는 막대가 고정단에 의해 구속될 때 발생하는 열응력과 힘을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = E \alpha \Delta T A = E \alpha \Delta T \frac{\pi d^2}{4}$
    ② [숫자 대입] $P = 110 \times 10^9 \times 0.16 \times 10^{-4} \times 40 \times \frac{\pi \times (0.02)^2}{4}$
    ③ [최종 결과] $P = 22116 \text{ N} \approx 22 \text{ kN}$
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17. 길이 1m, 지름 50mm, 전단탄성계수 G=75GPa인 환봉축에 800N·m의 토크가 작용될 때 비틀림각은 약 몇 도인가?

  1. 1°
  2. 2°
  3. 3°
  4. 4°
(정답률: 53%)
  • 원형축의 비틀림각 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{TL}{GJ} = \frac{TL}{G \frac{\pi d^4}{32}}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{800 \times 1}{75 \times 10^9 \times \frac{\pi \times (0.05)^4}{32}}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 0.0181 \text{ rad} \approx 1^{\circ}$
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18. 원형단면 보의 지름 D를 2D로 크게 하면, 동일한 전단력이 작용하는 경우 그 단면에서의 최대전단응력(τmax)는 어떻게 되는가?

(정답률: 55%)
  • 원형단면 보의 최대전단응력은 단면적에 반비례합니다. 지름이 $D$에서 $2D$로 2배 증가하면, 단면적 $A = \frac{\pi D^2}{4}$는 $2^2 = 4$배가 됩니다. 전단력 $V$가 동일할 때 응력은 면적에 반비례하므로 최대전단응력은 $\frac{1}{4}$배로 감소합니다.
    $$\tau_{max} = \frac{4V}{3A}$$
    따라서 결과는 $\frac{1}{4}\tau_{max}$ 인 가 됩니다.
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19. 두께 2mm, 폭 6mm, 길이 60m인 강대(steel band)가 매달려 있을 때 자중에 의해서 몇 cm가 늘어나는가? (단, 강대의 탄성계수 E=210GPa, 단위체적당 무게 γ=78kN/m3이다.)

  1. 0.067
  2. 0.093
  3. 0.104
  4. 0.127
(정답률: 35%)
  • 자중에 의한 강대의 늘어남은 재료의 단위체적당 무게와 길이를 이용한 적분 또는 평균 하중을 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{\gamma L^2}{2E}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{78000 \times 60^2}{2 \times 210 \times 10^9}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 0.00067 \text{ m} = 0.067 \text{ cm}$
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20. 그림과 같이 균일분포하중을 받고 있는 돌출보의 굽힘 모멘트 선도(BMD)는?

(정답률: 48%)
  • 균일분포하중을 받는 돌출보에서 지점 바깥쪽의 캔틸레버 부분은 하중으로 인해 위로 볼록한 정(+)의 모멘트가 발생하며, 지점 사이 구간에서는 아래로 볼록한 부(-)의 모멘트가 발생합니다. 또한 분포하중이 작용하므로 모멘트 선도는 2차 곡선 형태를 띠게 됩니다. 따라서 양 끝단은 위로 솟아오르고 중앙부는 아래로 처진 포물선 형태인 가 정답입니다.
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2과목: 기계제작법

21. 가공액은 물이나 경유를 사용하여 세라믹에 구멍을 가공할 수 있는 것은?

  1. 래핑 가공
  2. 전주 가공
  3. 전해 가공
  4. 초음파 가공
(정답률: 61%)
  • 초음파 가공은 가공액 속에 세라믹과 같은 취성 재료를 넣고 초음파 진동을 이용해 미세한 마모를 일으켜 구멍을 가공하는 정밀 가공법입니다.
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22. 구성인성(built-up edge)의 방지 대책으로 옳은 것은?

  1. 절삭깊이를 많게 한다.
  2. 절삭속도를 느리게 한다.
  3. 절삭공구 경사각을 작게 한다.
  4. 절삭공구의 인선을 예리하게 한다.
(정답률: 50%)
  • 구성인성은 칩이 공구 인선에 달라붙는 현상으로, 이를 방지하기 위해서는 마찰을 줄이고 칩 배출을 원활하게 하기 위해 절삭공구의 인선을 예리하게 해야 합니다.

    오답 노트
    절삭속도: 느리게 하면 구성인성이 더 잘 발생하므로 빠르게 해야 함
    경사각: 작게 하면 칩 흐름이 나빠지므로 크게 해야 함
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23. 금속의 표면을 단단하게 하기 위한 물리적인 표면 경화법은?

  1. 청화법
  2. 질화법
  3. 침탄법
  4. 화염 경화법
(정답률: 53%)
  • 화염 경화법은 가스 토치 등으로 금속 표면을 급속 가열한 후 급랭시켜 조직을 단단하게 만드는 물리적인 표면 경화법입니다.

    오답 노트
    침탄법, 질화법, 청화법: 화학적 성분을 변화시키는 화학적 경화법
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24. 밀링작업의 단식 분할법으로 이(tooth)수가 28개인 스퍼기어를 가공할 때 브라운샤프형 분할판 No2 21구멍열에서 분할 크랭크의 회전수와 구멍수는?

  1. 0회전시키고 6구멍씩 전진
  2. 0회전시키고 9구멍씩 전진
  3. 1회전시키고 6구멍씩 전진
  4. 1회전시키고 9구멍씩 전진
(정답률: 53%)
  • 단식 분할법에서 분할 크랭크의 회전수와 구멍수는 분할비 공식을 통해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{40}{Z}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{40}{28} = 1 \frac{12}{28} = 1 \frac{3}{7}$
    ③ [최종 결과] $n = 1 \frac{9}{21}$
    따라서 분할 크랭크를 1회전시키고 21구멍열에서 9구멍을 전진시켜야 합니다.
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25. CNC 프로그래밍에서 G 기능이란?

  1. 보조기능
  2. 이송기능
  3. 주축기능
  4. 준비기능
(정답률: 64%)
  • CNC 프로그래밍에서 G 코드는 기계의 동작 모드나 좌표계 설정 등 가공을 위한 기본적인 상태를 결정하는 준비기능을 의미합니다.

    오답 노트
    보조기능: M 코드
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26. 초음파가공에서 나타나는 현상 및 작용에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 공구의 해머링 작용에 의한 가공물의 미세한 파쇄
  2. 혼의 재료는 황동, 연강, 공구강 등을 사용
  3. 가공물 표면에서의 증발현상
  4. 가속된 연삭입자의 충격작용
(정답률: 53%)
  • 초음파 가공은 공구 끝의 미세한 진동(해머링 작용)과 연삭 입자의 충격으로 가공물을 파쇄하는 기계적 가공 방식입니다. 열에 의한 증발 현상은 초음파 가공의 주된 원리가 아닙니다.

    오답 노트
    혼의 재료: 황동, 연강, 공구강 등 진동 전달 효율이 좋은 재료 사용
    가속된 연삭입자: 공동현상(Cavitation)과 함께 재료를 파쇄하는 핵심 작용
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27. 납, 주석, 알루미늄 등의 연한 금속이나 얇은 판금의 가장자리를 다듬질 작업할 때 사용하는 줄눈의 모양은?

  1. 귀목
  2. 단목
  3. 복목
  4. 파목
(정답률: 57%)
  • 단목은 줄의 단면이 직사각형 모양으로 되어 있어, 연한 금속이나 얇은 판금의 가장자리(모서리)를 다듬는 작업에 주로 사용됩니다.
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28. 다음 중 나사의 각도, 피치, 호칭지름의 측정이 가능한 측정기는?

  1. 사인바
  2. 정밀수준기
  3. 공구현미경
  4. 버니어캘리퍼스
(정답률: 53%)
  • 공구현미경은 광학 배율을 이용하여 미세한 형상을 측정하는 장비로, 나사의 각도, 피치, 호칭지름과 같은 정밀한 기하학적 치수를 측정하는 데 적합합니다.
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29. 표면이 서로 다른 모양으로 조각된 1쌍의 다이를 이용하여 메달, 주화 등을 가공하는 방법은?

  1. 벌징(bilging)
  2. 코이닝(coining)
  3. 스피닝(spining)
  4. 엠보싱(embossing)
(정답률: 56%)
  • 코이닝(coining)은 정밀한 형상이 조각된 한 쌍의 다이 사이에 재료를 넣고 강한 압력을 가해 메달이나 주화처럼 세밀한 문양을 찍어내는 정밀 소성 가공법입니다.
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30. 프레스 가공의 보조장치 중 판금재료 바깥둘레의 변형을 방지하기 위하여 사용하는 것은?

  1. 다이 세트
  2. 다이 홀더
  3. 판 누르게
  4. 금형 가이드
(정답률: 55%)
  • 판 누르게(blank holder)는 프레스 가공 시 재료의 가장자리를 눌러주어, 가공 중에 판금 재료의 바깥둘레가 쭈글쭈글하게 변형되는 것을 방지하는 보조장치입니다.
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31. 연강용 피복 아크 용접봉 중 고셀룰로오스계에 해당하는 용접봉으로 피복이 얇고 슬래그가 적어 배관공사에 적당한 것은?

  1. E 4301
  2. E 4303
  3. E 4311
  4. E 4316
(정답률: 56%)
  • E 4311 용접봉은 고셀룰로오스계 피복재를 사용하여 피복이 얇고 슬래그 발생량이 적어, 좁은 공간의 배관 공사에 매우 적합한 특성을 가집니다.
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32. 게이지 블록(gauge block)의 취급방법으로 틀린 것은?

  1. 먼지가 적고 건조한 실내에서 사용할 것
  2. 신속한 측정을 위해 공작기계위에 놓고 계속 사용할 것
  3. 측정면은 깨끗한 천이나 가죽으로 잘 닦아 사용할 것
  4. 녹을 막기 위하여 사용한 뒤에는 잘 닦아 방청유를 칠해 둘 것
(정답률: 60%)
  • 게이지 블록은 정밀 측정 도구이므로 오염과 손상을 방지해야 합니다. 신속한 측정을 위해 공작기계 위에 계속 놓아두면 먼지 유입이나 충격으로 인해 정밀도가 떨어질 수 있어 절대 금물입니다.
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33. 상하의 형에 문자나 무뉘의 요철을 붙이고, 이 사이에 소재를 놓고 압축하여 문자나 무늬를 생성하는 가공방법은?

  1. 압출 가공(extruding)
  2. 업세팅 가공(up setting)
  3. 압인 가공(coining)
  4. 블랭킹 가공(blanking)
(정답률: 60%)
  • 압인 가공(coining)은 상하 금형 사이에 소재를 놓고 강한 압력으로 압축하여 정밀한 문자나 무늬를 새기는 가공법입니다.
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34. 주물사의 구비조건이 아닌 것은?

  1. 통기성이 좋을 것
  2. 성형성이 좋을 것
  3. 열전도성이 좋을 것
  4. 내열성이 좋을 것
(정답률: 46%)
  • 주물사는 쇳물이 굳을 때까지 형상을 유지하고 가스를 배출해야 하므로 통기성, 성형성, 내열성이 필수적입니다. 반면, 열전도성이 좋으면 쇳물이 너무 빨리 식어 주조 결함이 발생하므로 열전도성은 낮아야 합니다.
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35. 저탄소강의 표면에 탄소를 침투시키는 고체 침탄법에 대한 일방적인 설명으로 틀린 것은?

  1. 침탄시간이 길어지면 침탄깊이가 깊어진다.
  2. 소량생산에 적합하다.
  3. 큰 부품의 처리가 가능하다.
  4. 보통 침탄 깊이는 5~10mm 이다.
(정답률: 56%)
  • 고체 침탄법은 탄소 침투 속도가 매우 느려 보통 침탄 깊이가 0.5~2mm 정도로 얕게 형성됩니다.

    오답 노트
    침탄시간이 길어지면 침탄깊이가 깊어진다: 옳은 설명
    소량생산에 적합하다: 옳은 설명
    큰 부품의 처리가 가능하다: 옳은 설명
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36. 연삭숫돌의 결합도 중 단단함(hard)에 해당되는 것은?

  1. F
  2. J
  3. R
  4. O
(정답률: 72%)
  • 연삭숫돌의 결합도는 입자를 유지하는 결합제의 강도를 나타내며, 기호 순서는 A(가장 무름)부터 Z(가장 단단함)까지 배열됩니다. 제시된 보기 중 R이 가장 오른쪽에 위치하므로 가장 단단함(Hard)에 해당합니다.
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37. 인발 가공에 있어서 역장력(back tention)을 주는 이유로 틀린 것은?

  1. 인발 다이의 수명을 연장시킬 수 있다.
  2. 제품의 지름을 보다 정밀하게 인발할 수 있다.
  3. 다이의 온도 상승을 적게 할 수 있다.
  4. 인발력을 감소시킬 수 있다.
(정답률: 52%)
  • 인발 가공 시 역장력을 가하면 소재의 변형이 균일해져 정밀도가 향상되고 다이의 마모가 줄어 수명이 연장되며 온도 상승을 억제할 수 있습니다.

    오답 노트
    인발력을 감소시킬 수 있다: 역장력은 인발력(앞에서 당기는 힘)을 줄여주는 것이 아니라, 전체적인 가공 응력을 분산시켜 품질을 높이는 역할을 합니다.
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38. 다음 중 다이아몬드, 수정 등 보석류 가공에 가장 적합한 것은?

  1. 초음파 가공
  2. 방전 가공
  3. 수퍼피니싱 가공
  4. 전해 가공
(정답률: 67%)
  • 초음파 가공은 경도가 매우 높고 취성이 강한 다이아몬드, 수정, 유리, 세라믹 등의 보석류나 취성 재료를 정밀하게 가공하는 데 가장 적합한 방법입니다.
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39. 코어가 없이 원통형 주물을 제조할 수 있는 주조 방법은?

  1. 연속주조방법
  2. 원심주조방법
  3. 저압주조방법
  4. 다이캐스팅법
(정답률: 60%)
  • 원심주조방법은 회전하는 금형에 쇳물을 부어 원심력으로 외벽에 밀착시키는 방식이므로, 별도의 코어 없이도 중공 원통형 제품을 제조할 수 있습니다.
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40. 1938년 미국의 Bruce에 의하여 발명된 다이캐스팅(die casting)의 특징으로 틀린 것은?

  1. 조직이 치밀하고, 강도가 높다.
  2. 다량생산에 적합하다.
  3. die의 제작비가 고가이다.
  4. 주물에 사용되는 합금은 주로 탄소강재를 사용한다.
(정답률: 43%)
  • 다이캐스팅은 정밀한 치수와 높은 강도를 가진 제품을 대량 생산하는 공법으로, 주로 융점이 낮은 비철금속 합금을 사용합니다.

    오답 노트
    주물에 사용되는 합금은 주로 탄소강재를 사용한다: 탄소강이 아닌 아연, 알루미늄, 구리 등의 비철금속 합금을 주로 사용합니다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 표준 스퍼 기어의 잇수 48, 바깥지름이 200[mm]일 때, 이 기어의 원주피치는 몇[mm]인가?

  1. 약 18.68
  2. 약 9.67
  3. 약 12.57
  4. 약 15.78
(정답률: 37%)
  • 기어의 바깥지름을 통해 모듈을 먼저 구한 뒤, 이를 이용하여 원주피치를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $p = \frac{\pi \times d}{z}$ (단, $d$는 피치원 지름)
    ② [숫자 대입] $p = \frac{\pi \times (200 - 2 \times \frac{200}{48+2})}{48}$ (모듈 $m = \frac{200}{48+2} = 4$ 대입 시 피치원 지름 $d = 48 \times 4 = 192$) $\rightarrow p = \frac{\pi \times 192}{48}$
    ③ [최종 결과] $p = 12.57$
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42. 원판상(圓板狀)의 밸브를 흐름과 직각인 축의 둘레에 회전시켜서 유량을 조절하며, 교측 밸브(throttle valve)로 보통 사용되는 것은?

  1. 나비형 밸브
  2. 슬루스 밸브
  3. 스톱 밸브
  4. 콕
(정답률: 67%)
  • 원판 모양의 밸브가 축을 중심으로 회전하며 유로를 개폐하거나 조절하는 방식으로, 특히 유량 조절을 위한 교측 밸브(throttle valve)로 널리 쓰이는 것은 나비형 밸브입니다.
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43. 리벳 이음에서 피치를 P, 리벳으로써 졸라맨 후의 리벳 지름 또는 구멍지름을 d라고 할 때, 강판의 파괴에 대한 효율을 나타내는 식으로 옳은 것은?

  1. p-d/p
  2. p+d/p
  3. p/p-d
  4. p/p+d
(정답률: 60%)
  • 리벳 이음에서 강판의 파괴 효율은 전체 피치 길이 대비 리벳 구멍을 제외한 순수 강판의 유효 면적 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{P - d}{P}$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $\frac{P - d}{P}$
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44. 증기, 가스 등의 유체가 제한된 최고 압력을 초과했을 때 자동적으로 밸브가 열려서 유체를 외부로 배출하며, 배출이 끝난 후에는 압력이 정확하게 유지되고 제한 압력보다 너무 내려가지 않아야 하는 것은?

  1. 릴리프 밸브(relief valve)
  2. 정지 밸브(stop valve)
  3. 체크 밸브(check valve)
  4. 나비형 밸브(butterfly valve)
(정답률: 59%)
  • 시스템 내부의 압력이 설정된 최고 압력을 초과할 때 자동으로 열려 유체를 배출함으로써 장치를 보호하고, 배출 후에는 다시 닫혀 압력을 유지하는 안전 장치는 릴리프 밸브(relief valve)입니다.
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45. 이론적으로 기어의 압력각이 14.5°일 때 언더컷을 일으키지 않는 한계 잇수는?

  1. 35개
  2. 32개
  3. 30개
  4. 17개
(정답률: 58%)
  • 기어의 압력각이 $14.5^{\circ}$일 때, 언더컷(Undercut) 현상을 방지하기 위한 이론적인 최소 잇수는 32개입니다.
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46. 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: 67%)
  • 원추 클러치에서 원추각이 마찰각보다 작아지면 자립 조건(Self-locking)이 성립하여, 클러치가 한 번 물리면 스스로 고정되려는 성질 때문에 원추를 잡아 빼내는 데 큰 힘이 들어 불편하게 됩니다.
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47. 내부 확장식 브레이크에 있어서, 브레이크슈(break shoe)를 안쪽에서 바깥쪽으로 확장시키는 장치로서 다음 중 어느 것이 가장 좋은가?

  1. 전기 또는 압축공기
  2. 진공 또는 링크
  3. 증기 또는 진공
  4. 캠 또는 유압
(정답률: 52%)
  • 내부 확장식 브레이크에서 브레이크슈를 바깥쪽으로 밀어내어 마찰력을 발생시키기 위해서는 강력한 직선 운동이나 압력이 필요하므로 캠 또는 유압 장치를 사용하는 것이 가장 효율적입니다.
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48. 모듈 m=3인 표준 스퍼기어에서 이끝 틈새를 0.25×모듈(m)으로 할 때 총 이 높이는 몇 mm인가?

  1. 3.75
  2. 4.86
  3. 6.75
  4. 7.56
(정답률: 44%)
  • 표준 스퍼기어의 총 이 높이는 이끝 높이($2.25m$)와 이뿌리 높이($1.25m$)의 합에 이끝 틈새를 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = 2.25m + 1.25m + 0.25m$
    ② [숫자 대입] $H = 2.25 \times 3 + 1.25 \times 3 + 0.25 \times 3$
    ③ [최종 결과] $H = 6.75$
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49. 축 방향의 인장력이나 압축력을 전달하는 데 가장 적합한 축 이음은?

  1. 머프(muff coupling)
  2. 유니버설 조인트(universal joint)
  3. 코터 이음(cotter joint)
  4. 올덤 축이음(oldham’s coupling)
(정답률: 64%)
  • 코터 이음은 두 축을 직선으로 연결하여 축 방향의 인장력이나 압축력을 전달하는 데 가장 적합한 구조의 이음 방식입니다.
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50. 세레이션(serration)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: 45%)
  • 세레이션은 스플라인보다 치수가 많고 측압 강도가 커서, 동일한 바깥지름의 스플라인에 비해 더 큰 회전력을 전달할 수 있는 것이 특징입니다.

    오답 노트
    스플라인에 비하여 치수가 많다: 옳은 설명
    삼각치 세레이션은 끼워맞춤 정밀도가 나쁘고 작업 공수가 많다: 옳은 설명
    세레이션은 주로 정적인 이음에만 사용된다: 옳은 설명
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51. 금속을 소성가공 할 때에 냉간가공과 열간가공을 구분하는 온도는?

  1. 담금질온도
  2. 변태온도
  3. 재결정온도
  4. 단조온도
(정답률: 74%)
  • 금속 가공 시 재결정온도보다 낮은 온도에서 가공하면 냉간가공, 재결정온도보다 높은 온도에서 가공하면 열간가공으로 구분합니다.
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52. 순철의 자기변태와 동소변태를 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 동소변태란 결정격자가 변하는 변태를 말한다.
  2. 자기변태도 결정격자가 변하는 변태이다.
  3. 동소변태점은 A3점과 A4점이 있다.
  4. 자기변태점은 약 768℃ 정도이며 일명 큐리(curie)점이라 한다.
(정답률: 59%)
  • 동소변태는 결정격자의 구조가 변하는 변태이지만, 자기변태는 결정격자의 변화 없이 강자성체가 상자성체로 변하는 성질의 변화만을 의미합니다.

    오답 노트
    동소변태란 결정격자가 변하는 변태를 말한다: 옳은 설명
    동소변태점은 A3점과 A4점이 있다: 옳은 설명
    자기변태점은 약 768℃ 정도이며 일명 큐리(curie)점이라 한다: 옳은 설명
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53. 탄소강을 풀림(Annealing)하는 목적과 관계없는 것은?

  1. 결정입도 조절
  2. 상온가공에서 생긴 내부응력 제거
  3. 오스테나이트에서 탄소를 유리시킴
  4. 재료에 취성과 경도부여
(정답률: 45%)
  • 풀림(Annealing)은 재료를 가열 후 천천히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 연성을 높여 가공성을 좋게 만드는 열처리 공정입니다.

    오답 노트
    재료에 취성과 경도부여: 이는 담금질(Quenching)의 목적입니다.
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54. 베이나이트(bainite)조직을 얻기 위한 항온열처리 조작으로 가장 적합한 것은?

  1. 오스포밍
  2. 마퀜칭
  3. 오스템퍼링
  4. 마템퍼링
(정답률: 24%)
  • 오스템퍼링은 오스테나이트 상태에서 베이나이트 변태 온도 범위로 급랭시킨 후 일정 시간 유지하여 베이나이트(bainite) 조직을 얻는 항온열처리법입니다.
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55. 다음의 탄소강 조직 중 일반적으로 경도가 가장 낮은 것은?

  1. 페라이트
  2. 트루스타이트
  3. 마텐자이트
  4. 시멘타이트
(정답률: 60%)
  • 페라이트는 순철에 가까운 조직으로, 탄소강의 조직 중 연성이 가장 크고 경도가 가장 낮습니다.
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56. 주철에서 쇳물의 유동성을 감소시키는 가장 주된 원소는?

  1. P
  2. Mn
  3. S
  4. Si
(정답률: 37%)
  • 황(S)은 쇳물의 유동성을 불량하게 만들고 흑연의 생성을 방해하는 원소입니다.

    오답 노트
    P: 유동성 향상
    Mn: 황의 해 제거
    Si: 흑연화 촉진
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57. 경도가 대단히 높아 압연이나 단조작업을 할 수 없는 조직은?

  1. 시멘타이트(cementite)
  2. 오스테나이트(austenite)
  3. 페라이트(ferrite)
  4. 펄라이트(pearite)
(정답률: 56%)
  • 시멘타이트(cementite)는 탄소강 조직 중 가장 단단하고 취성이 강한 조직으로, 경도가 매우 높아 압연이나 단조와 같은 소성 가공이 불가능합니다.
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58. 같은 조건하에서 금속의 냉각속도가 빠르면 조직은 어떻게 변하는가?

  1. 결정입자가 미세해진다.
  2. 냉각속도와 금속의 조직과는 관계가 없다.
  3. 금속의 조직이 조대해진다.
  4. 소수의 핵이 성장해서 응고된다.
(정답률: 62%)
  • 금속의 냉각 속도가 빠를수록 핵 생성 속도가 빨라져 결정이 성장할 시간이 부족해지므로, 결정입자가 미세해집니다.
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59. 황(S) 성분이 적은 선철을 용해로, 전기로에서 용해한 후 주형에 주입 전 마그네슘, 세륨, 칼슘등을 첨가시켜 흑연을 구상화한 것은?

  1. 합금주철
  2. 구상흑연주철
  3. 칠드주철
  4. 가단주철
(정답률: 68%)
  • 마그네슘(Mg), 세륨(Ce), 칼슘(Ca) 등의 구상화제를 첨가하여 흑연을 구형으로 만든 주철을 구상흑연주철이라고 합니다.
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60. 특수강에 포함된 Ni원소의 영향이다. 틀린 것은?

  1. Martensite 조직을 안정화시킨다.
  2. 담금질성이 증대된다.
  3. 저온 취성을 방지한다.
  4. 내식성이 증가한다.
(정답률: 28%)
  • Ni(니켈)은 오스테나이트 조직을 안정화시키는 원소이며, 마르텐사이트 조직을 안정화시키는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    담금질성 증대, 저온 취성 방지, 내식성 증가: Ni 첨가 시 나타나는 실제 효과입니다.
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4과목: 기구학 및 CAD

61. B-Spline 곡선의 특성이 아닌 것은?

  1. 중복된 조정점을 가질 수 있다.
  2. 중복된 매듭(knot)값을 가질 수 있다.
  3. 조정점의 수가 증가하면, 곡선의 차수도 증가한다.
  4. Bezier 곡선을 표시할 수 있다.
(정답률: 26%)
  • B-Spline 곡선은 조정점의 수가 증가하더라도 곡선의 차수는 독립적으로 설정할 수 있어 영향을 받지 않는다는 특징이 있습니다.
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62. 솔리드모델링 시스템 에서 구멍(hole), 포켓(pocket), 모따기(chamfer), 필릿(fillet), 슬롯(slot) 등과 같이 모델링의 단위로서 공학적 의미를 담고 있는 것은?

  1. 구속조건(constraint)
  2. 특징형상(feature)
  3. 파라미터(parameter)
  4. 어셈블리(assembly)
(정답률: 34%)
  • 구멍, 포켓, 모따기, 필릿, 슬롯과 같이 모델링의 단위로서 공학적 의미를 담고 있는 요소를 특징형상이라고 합니다.
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63. IGES 파일의 아래 구성요소 중 각 형상에 대한 실제 데이터를 저장하는 부분은?

  1. Start section
  2. Global section
  3. Terminate section
  4. Parameter data section
(정답률: 40%)
  • IGES 파일 구조에서 Parameter data section은 실제 기하학적 형상을 정의하는 엔티티(Entity)들의 구체적인 수치 데이터와 속성 정보를 저장하는 핵심 영역입니다.
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64. 원점이 중심이고 장축이 x축이고 그 길이가 a, 단축이 y축이고 그 길이가 b인 타원을 표현하는 매개변수식은?

  1. x = (a-b)cosθ, y = (a-b)sinθ(0 ≤ θ ≤ 2π)
  2. x = acosθ, y = bsinθ(0 ≤ θ ≤ 2π)
  3. x = acoshθ, y = (a-b)sinhθ(0 ≤ θ ≤ 2π)
  4. x = (a-b)coshθ, y = (a-b)sinhθ(0 ≤ θ ≤ 2π)
(정답률: 68%)
  • 타원의 정의에 따라 장축의 길이가 $a$이고 단축의 길이가 $b$인 타원을 매개변수 $\theta$로 표현하면, $x$축 방향으로는 $a$배, $y$축 방향으로는 $b$배의 반지름을 가진 원의 방정식 형태로 나타낼 수 있습니다.
    $$\text{x = a cos}\theta, \text{ y = b sin}\theta (0 \le \theta \le 2\pi)$$
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65. 다음 중 솔리드 모델을 위한 특징형상(feature)기반 모델링 방법과 거리가 먼 것은?

  1. chamfering
  2. pocketing
  3. skinning
  4. filltering
(정답률: 64%)
  • 특징형상(Feature) 기반 모델링은 구멍 뚫기, 포켓 가공, 모따기 등 설계 의도가 담긴 형상 요소를 사용하여 모델링하는 방법입니다.

    오답 노트
    skinning: 단면 곡선들을 연결하여 면을 생성하는 서피스 모델링 기법입니다.
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66. 솔리드모델의 표현법 중 옥트리(Octree) 표현법에 대한 설명으로서 틀린 것은?

  1. 한 개의 노드가 다시 나누어진다면 8개의 자식(children)노드를 갖는다.
  2. 일단 이 표현법으로 표현된 솔리드끼리의 불리언(Boolean) 집합연산은 매우 빠르게 수행 될 수 있다.
  3. 회전변환 후 역회전 변환을 수행하는 경우 수치 데이터들의 오류가 없다.
  4. 같은 물체도 원하는 정밀도가 정확도에 따라서 트리의 깊이는 달라진다.
(정답률: 50%)
  • 옥트리(Octree) 표현법은 공간을 8개의 자식 노드로 재귀적으로 분할하여 솔리드를 표현하는 방식입니다. 이 방식은 격자 기반의 근사 표현법이므로, 회전 변환 후 역회전 변환을 수행할 때 래스터화 과정에서 데이터 손실이나 양자화 오류가 발생하여 수치 데이터의 오류가 생길 수 있습니다.
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67. 서피스 모델이나 솔리드 모델과 비교할 때 와이어 프레임 모델에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 가공정보의 계산이 가능하다.
  2. 데이터 구조가 간단하다.
  3. 저장되는 정보의 양이 적다.
  4. 처리속도가 빠르다.
(정답률: 49%)
  • 와이어 프레임 모델은 물체의 모서리(선)와 꼭짓점(점) 정보만 저장하는 가장 단순한 모델링 방식입니다. 따라서 데이터 구조가 간단하고 저장 정보량이 적어 처리 속도가 빠르지만, 면이나 부피 정보가 없기 때문에 실제 가공 정보나 물리적 특성을 계산하는 것은 불가능합니다.
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68. 그래픽 속도를 개선하기 위해, 물체가 정적일 때는 높은 상세도로, 물체가 움직일 때는 낮은 상세도로 화면에 표시하는 랜더링 품질 제어를 무엇이라 하는가?

  1. LOD(level of detail)
  2. Culling
  3. HMD(head-mounted display)
  4. CAVE
(정답률: 56%)
  • LOD(level of detail)는 렌더링 효율을 높이기 위해 물체의 거리나 상태(정적/동적)에 따라 상세 수준을 조절하여 표현하는 기술입니다.
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69. CAD의 그래픽 장치로써 래스터 그래픽(raster display)장치와 벡터 그래픽(vector display) 장치를 비교할 때 래스터 그래픽 장치의 장점이 될 수 있는 것은?

  1. 주사선이 도형의 형상을 따라 움직인다.
  2. 직선을 재그(jag) 없이 항상 직선으로 쉽게 나타 낼 수 있다.
  3. 주사변환(scan conversion)이 필요하지 않다.
  4. 이미지의 복잡성에 관계없이 일정한 속도로 화면 리프레쉬(refresh)가 가능하다.
(정답률: 41%)
  • 래스터 그래픽은 화면을 픽셀 단위의 격자로 나누어 표시하므로, 그려야 할 이미지의 복잡도와 상관없이 정해진 주사 속도로 화면을 갱신(Refresh)할 수 있다는 것이 큰 장점입니다.

    오답 노트
    주사선이 도형 형상을 따라 움직임: 벡터 그래픽의 특징
    재그(jag) 없는 직선 표현: 벡터 그래픽의 특징
    주사변환 불필요: 벡터 그래픽의 특징
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70. 곡면 모델링 시스템(surface modeling system)에서 곡면을 생성하기 위하여 주로 사용하는 방법과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 곡면 상의 점들을 입력하여 보간 곡면을 생성
  2. 솔리드(solid)의 위상(lopology)정보를 사용하여 곡면을 생성
  3. 주어진 곡선을 직선이동 또는 회전이동하여 곡면을 생성
  4. 곡면 상의 곡선들을 그물 형태로 입력하여 보간 곡면을 생성
(정답률: 37%)
  • 곡면 모델링은 점, 선, 면의 기하학적 정보를 이용하여 표면을 생성하는 방식입니다. 솔리드의 위상 정보를 사용하는 것은 내부 체적 정보까지 포함하는 솔리드 모델링의 특징이므로 곡면 모델링 방법과는 거리가 멉니다.
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71. 4절 크랭크 체인을 이용함으로써 작은 힘을 작용시켜 큰 힘을 내게 하는 것은?

  1. 크로스 슬라이더
  2. 배력 장치
  3. 쌍레버 기구
  4. 래칫 휠
(정답률: 64%)
  • 작은 힘을 가하여 큰 힘을 얻도록 설계된 기구적 장치를 배력 장치라고 합니다. 4절 크랭크 체인을 활용하여 힘의 이득을 얻는 대표적인 사례입니다.
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72. 다음 중 전동용 기계요소에서 축간 거리가 가장 길 때 사용되는 전동장치는?

  1. 벨트 진동
  2. 마찰차 진동
  3. 체인 진동
  4. 로프 진동
(정답률: 48%)
  • 로프 전동은 벨트나 체인에 비해 매우 긴 축간 거리에서도 동력을 전달할 수 있는 장치입니다.
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73. 4절 회전 연쇄기구에서 가장 짧은 링크를 고정했을 때의 기구를 말하는 것으로, 자동차의 창닦이 기구 및 만능제도기 등에 광범위하게 이용되는 것으로 가장 적합한 것은?

  1. 레버 크랭크 기구
  2. 슬라이더 크랭크 기구
  3. 2중 크랭크 기구
  4. 2중 레버 기구
(정답률: 53%)
  • 4절 회전 연쇄기구에서 가장 짧은 링크를 고정하면 나머지 링크들이 모두 회전할 수 있는 2중 크랭크 기구가 됩니다. 이는 자동차 와이퍼(창닦이)나 만능제도기 등에 활용됩니다.
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74. 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: 50%)
  • 두 축이 평행하지도 않고 서로 만나지도 않는 엇갈린 축(Skew shafts) 사이에서 동력을 전달하는 기어는 하이포이드 기어와 웜 기어입니다.
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75. 다음 중 동력전달에 사용하는 마찰차의 사용 용도로 가장 적합한 것은?

  1. 회전력이 대단히 큰 경우
  2. 동력전달의 정확성이 요구되는 경우
  3. 무단(無段)으로 변속이 가능하지 않는 경우
  4. 전달 회전력이 적고, 정확성이 요구되지 않는 경우
(정답률: 52%)
  • 마찰차는 두 바퀴의 마찰력을 이용해 동력을 전달하므로, 미끄럼이 발생할 수 있어 정확한 회전비 전달이 어렵고 큰 힘을 전달하기에 부적합합니다. 따라서 전달 회전력이 적고, 정확성이 요구되지 않는 경우에 사용합니다.

    오답 노트
    회전력이 대단히 큰 경우: 미끄럼 발생으로 불가
    동력전달의 정확성이 요구되는 경우: 기어 사용 필요
    무단으로 변속이 가능하지 않는 경우: 마찰차는 무단 변속이 가능함
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76. 축간 거리 2m, 벨트풀리의 직경이 400mm와 600mm일 때, 바로걸기에서 벨트의 길이는 약 몇 mm인가?

  1. 5696
  2. 5576
  3. 5966
  4. 6576
(정답률: 52%)
  • 두 풀리의 직경이 다를 때 바로걸기 벨트의 길이를 구하는 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $L = 2C + \frac{\pi(D+d)}{2} + \frac{(D-d)^2}{4C}$
    ② [숫자 대입] $L = 2 \times 2000 + \frac{\pi(600+400)}{2} + \frac{(600-400)^2}{4 \times 2000}$
    ③ [최종 결과] $L = 5576$
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77. 물체상의 모든 점이 어느 한 점을 중심으로 일정한 거리를 유지하면서 이동화는 운동을 무엇이라 하는가?

  1. 회전 운동
  2. 직선 운동
  3. 나선 운동
  4. 구면 운동
(정답률: 43%)
  • 물체상의 모든 점이 고정된 한 점을 중심으로 일정한 거리를 유지하며 이동하는 운동은 구면 운동의 정의에 해당합니다.
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78. 캠 선도에서 변위곡선이 직선으로 나타날 때 캠은 어떤 운동을 하는가?

  1. 등가속도 운동
  2. 등속도 운동
  3. 요동 운동
  4. 단련 운동
(정답률: 53%)
  • 캠 선도에서 변위(y축)와 시간 또는 각도(x축)의 관계가 직선으로 나타난다는 것은 변위의 변화율인 속도가 일정함을 의미하므로 등속도 운동을 합니다.
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79. 다음 중 왕복 이종 슬라이더 기구의 대표적인 것으로 경사각이 90° 로 만들어져 소형냉장고 등의 냉매 압축기로 쓰이는 것은?

  1. 진자 펌프(pendulum pump)
  2. 타원 컴퍼스(elliptic trammels)
  3. 스코치 요크(scotch yoke)
  4. 올덤 커플링(oldham’s coulpling)
(정답률: 58%)
  • 스코치 요크(scotch yoke)는 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 변환하는 기구로, 경사각이 $90^{\circ}$일 때 소형 냉장고의 냉매 압축기 등에 주로 사용됩니다.
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80. 4절 크랭크 체인을 이용함으로써 작은 힘을 작용시켜 큰 힘을 내게 하는 것은?

  1. 크로스 슬라이더
  2. 배력 장치
  3. 쌍 레버 기구
  4. 래칫 휠
(정답률: 59%)
  • 작은 힘을 가하여 큰 힘을 얻도록 설계된 기계적 장치를 배력 장치라고 합니다.
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