9급 지방직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2009-05-23)

9급 지방직 공무원 기계일반
(2009-05-23 기출문제)

목록

1. 다음 중 상온에서 소성변형을 일으킨 후에 열을 가하면 원래의 모양으로 돌아가는 성질을 가진 재료는?

  1. 비정질합금
  2. 내열금속
  3. 초소성재료
  4. 형상기억합금
(정답률: 100%)
  • 형상기억합금은 소성변형을 일으킨 후에 열을 가하면 원래의 모양으로 돌아가는 성질을 가지고 있습니다. 이는 재료 내부의 결정구조가 변화하여 일시적으로 형태를 유지하고 있기 때문입니다. 따라서 형상기억합금은 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.
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2. 순철은 상온에서 체심입방격자이지만 912℃ 이상에서는 면심입방격자로 변하는데 이와 같은 철의 변태는?

  1. 자기변태
  2. 동소변태
  3. 변태점
  4. 공석변태
(정답률: 82%)
  • 순철의 경우, 상온에서는 체심입방격자이지만 912℃ 이상에서는 면심입방격자로 변합니다. 이러한 변태는 동일한 구조를 가진 두 가지 상태 사이에서 일어나는 것으로, 구조나 성질은 변하지 않고 단지 상태만 변하는 것을 말합니다. 따라서 이러한 변태를 동소변태라고 합니다.
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3. 다음 중 비소모성전극 아크용접에 해당하는 것은?

  1. 가스텅스텐아크 용접(GTAW) 또는 TIG 용접
  2. 서브머지드아크 용접(SAW)
  3. 가스금속아크 용접(GMAW) 또는 MIG 용접
  4. 피복금속아크 용접(SMAW)
(정답률: 89%)
  • 비소모성전극 아크용접은 전극이 소모되지 않는 용접 방법을 말합니다. 이 중에서 가스텅스텐아크 용접(GTAW) 또는 TIG 용접은 전극으로 가스텅스텐을 사용하며, 전극이 소모되지 않기 때문에 비소모성전극 아크용접에 해당합니다.
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4. 연삭가공에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 숫돌의 3대 구성요소는 연삭입자, 결합제, 기공이다.
  2. 마모된 숫돌면의 입자를 제거함으로써 연삭능력을 회복시키는 작업을 드레싱(dressing)이라 한다.
  3. 숫돌의 형상을 원래의 형상으로 복원시키는 작업을 로우딩(loading)이라 한다.
  4. 연삭비는 (연삭에 의해 제거된 소재의 체적) / (숫돌의 마모 체적)으로 정의된다.
(정답률: 86%)
  • "숫돌의 형상을 원래의 형상으로 복원시키는 작업을 로우딩(loading)이라 한다."가 옳지 않은 설명입니다. 로우딩은 숫돌에 연삭입자를 추가하는 작업을 의미합니다. 숫돌의 형상을 복원시키는 작업은 드레싱(dressing)입니다.
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5. 다음 중 기계재료가 갖추어야 할 일반적 성질과 관계가 먼 것은?

  1. 힘을 전달하는 기구학적 특성
  2. 주조성, 용접성, 절삭성 등의 가공성
  3. 적정한 가격과 구입의 용이성 등의 경제성
  4. 내마멸성, 내식성, 내열성 등의 물리화학적 특성
(정답률: 82%)
  • 기계재료는 힘을 전달하는 기구학적 특성이 가장 중요합니다. 이는 기계적인 부하에 대한 내구성과 안정성을 보장하기 때문입니다. 다른 성질들도 중요하지만, 기계적인 부하에 대한 내구성이 보장되지 않으면 기계의 안전성과 신뢰성이 보장되지 않기 때문입니다.
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6. 다음 중 구름 베어링이 미끄럼 베어링보다 좋은 이유로 옳지 않은 것은?

  1. 표준화된 규격제품이 많아 교환성이 좋다.
  2. 베어링의 너비를 작게 제작할 수 있어 기계의 소형화가 가능하다.
  3. 동력 손실이 적다.
  4. 큰 하중이 작용하는 기계장치에 사용되며 설치와 조립이 쉽다.
(정답률: 75%)
  • 구름 베어링이 미끄럼 베어링보다 좋은 이유 중 "큰 하중이 작용하는 기계장치에 사용되며 설치와 조립이 쉽다."는 옳지 않습니다. 구름 베어링은 미끄럼 베어링보다 하중을 견딜 수 있는 능력이 낮기 때문에, 큰 하중이 작용하는 기계장치에 사용하기에는 적합하지 않습니다. 따라서, 이유는 옳지 않습니다.
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7. 다음은 도면상에서 나사 가공을 지시한 예이다. 각 기호에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 4는 나사의 등급을 나타낸 것이다.
  2. M은 나사의 종류를 나타낸 것이다.
  3. 8은 나사의 호칭지름을 나타낸 것이다.
  4. 1.25는 나사의 피치를 나타낸 것이다.
(정답률: 83%)
  • 정답은 "4는 나사의 등급을 나타낸 것이다." 이다.

    M은 나사의 종류를 나타내는 기호이며, 8은 나사의 호칭지름을 나타내는 기호이다. 1.25는 나사의 피치를 나타내는 기호이다.

    하지만 4는 나사의 등급을 나타내는 기호가 아니라, 나사의 강도 등급을 나타내는 기호이다. 나사의 강도 등급은 나사가 얼마나 많은 하중을 견딜 수 있는지를 나타내는 지표이다. 따라서 4는 나사의 강도 등급을 나타내는 것이다.
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8. 다음 중 축의 위험속도와 가장 관련이 깊은 것은?

  1. 축에 작용하는 최대 비틀림모멘트
  2. 축 베어링이 견딜 수 있는 최고회전속도
  3. 축의 고유진동수
  4. 축에 작용하는 최대 굽힘모멘트
(정답률: 79%)
  • 축의 고유진동수는 축의 구조적 특성을 나타내는 값으로, 축이 어떤 주파수에서 진동할 때 최대로 안정적인 상태를 유지할 수 있는 주파수를 의미합니다. 따라서 축의 고유진동수를 초과하는 속도에서 축을 회전시키면, 축이 안정적이지 않은 상태에서 진동하게 되어 축의 변형이나 파손 등의 위험이 발생할 수 있습니다. 따라서 축의 위험속도와 가장 관련이 깊은 것은 축의 고유진동수입니다.
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9. 다음 중 구성인선이 발생되지 않도록 하는 노력으로 적절한 것은?

  1. 바이트의 윗면 경사각을 작게 한다.
  2. 윤활성이 높은 절삭제를 사용한다.
  3. 절삭깊이를 크게 한다.
  4. 절삭속도를 느리게 한다.
(정답률: 78%)
  • 구성인선이 발생하지 않도록 하는 노력 중에서는 절삭과정에서 발생하는 마찰을 최소화하는 것이 중요합니다. 따라서 윤활성이 높은 절삭제를 사용하는 것이 적절합니다. 윤활성이 높은 절삭제는 자재와 자재 간의 마찰을 줄여주어 구성인선 발생을 예방할 수 있습니다.
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10. 수치제어(NC : numerical control) 프로그램에 포함되지 않는 가공정보는?

  1. 공구 오프셋(offset) 량
  2. 절삭속도
  3. 절삭 소요시간
  4. 절삭유제 공급여부
(정답률: 79%)
  • 수치제어(NC : numerical control) 프로그램은 가공에 필요한 모든 정보를 포함하고 있으며, 이 정보를 기반으로 CNC 기계가 자동으로 가공을 수행합니다. 따라서 절삭 소요시간은 가공에 필요한 정보 중 하나이며, NC 프로그램에 포함되어야 합니다. 절삭 소요시간은 가공 작업에 소요되는 시간을 의미하며, 이 정보는 가공 공정을 계획하고 생산 일정을 조정하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 절삭 소요시간은 CNC 가공에 필수적인 정보 중 하나입니다.
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11. 스프링 상수가 200 [N/mm]인 접시 스프링 8개를 아래 그림과 같이 겹쳐 놓았다. 여기에 200 [N]의 압축력(F)을 가한다면 스프링의 전체 압축량 [mm]은?

  1. 0.125
  2. 1.0
  3. 2.0
  4. 8.0
(정답률: 76%)
  • 각 스프링의 상수는 200 [N/mm]이므로, 하나의 스프링에 1 [N]의 힘이 가해질 때 1/200 [mm]만큼 압축된다. 따라서 8개의 스프링에 200 [N]의 힘이 가해지면 전체 압축량은 200/2000 = 0.1 [mm]이 된다. 하지만 스프링이 8개 겹쳐져 있으므로, 전체 압축량은 0.1 [mm] x 8 = 0.8 [mm]이 된다. 이를 소수점 첫째 자리에서 반올림하면 0.8 [mm]는 1 [mm]이 된다. 따라서 정답은 2.0 [mm]이 아닌 1.0 [mm]이다.
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12. 인베스트먼트 주조(investment casting)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 제작공정이 단순하여 비교적 저비용의 주조법이다.
  2. 패턴을 내열재로 코팅한다.
  3. 패턴은 왁스, 파라핀 등과 같이 열을 가하면 녹는 재료로 만든다.
  4. 복잡하고 세밀한 제품을 주조할 수 있다.
(정답률: 84%)
  • 인베스트먼트 주조는 제작 공정이 복잡하고 세밀하여 비교적 고비용의 주조법이다. 따라서 "제작공정이 단순하여 비교적 저비용의 주조법이다."는 옳지 않은 설명이다.
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13. 유압장치에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 유량의 조절을 통해 무단 변속 운전을 할 수 있다.
  2. 파스칼의 원리에 따라 작은 힘으로 큰 힘을 얻을 수 있는 장치제작이 가능하다.
  3. 유압유의 온도 변화에 따라 액추에이터의 출력과 속도가 변화되기 쉽다.
  4. 공압에 비해 입력에 대한 출력의 응답속도가 떨어진다.
(정답률: 90%)
  • "공압에 비해 입력에 대한 출력의 응답속도가 떨어진다."는 옳지 않은 설명입니다. 유압장치는 공압장치보다 입력에 대한 출력의 응답속도가 빠릅니다. 이는 유압유가 공기보다 압축성이 적기 때문에 빠른 응답속도를 보이기 때문입니다.
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14. 지름이 d이고 길이가 L인 전동축이 있다. 비틀림모멘트에 의해 발생된 비틀림각이 α라고 할 때 이 축의 비틀림각을 α/4로 줄이고자 한다면 축의 지름을 얼마로 변경해야 하겠는가?

  1. √2d
  2. 2d
  3. √4d
  4. 4d
(정답률: 71%)
  • 비틀림모멘트는 T/J=Gθ/L에 의해 결정된다. 여기서 T는 비틀림력, J는 균등원 관성모멘트, G는 전단탄성계수, θ는 비틀림각, L은 축의 길이이다. 따라서 비틀림각을 줄이기 위해서는 비틀림모멘트를 줄여야 한다. T와 J는 축의 지름의 제곱에 비례하므로, 지름을 d에서 x로 변경하면 T와 J는 x^2/d^2배가 된다. 따라서 비틀림모멘트를 줄이기 위해서는 x^2/d^2=1/4가 되도록 x를 선택해야 한다. 이를 풀면 x=√2d가 된다. 따라서 정답은 "√2d"이다.
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15. 원심펌프에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 비속도를 성능이나 적합한 회전수를 결정하는 지표로 사용할 수 있다.
  2. 펌프의 회전수를 높임으로서 캐비테이션을 방지할 수 있다.
  3. 송출량 및 압력이 주기적으로 변화하는 현상을 서징현상이라 한다.
  4. 평형공(balance hole)을 이용하여 축추력을 방지할 수 있다.
(정답률: 78%)
  • 펌프의 회전수를 높임으로서 캐비테이션을 방지할 수 있다는 설명은 옳지 않습니다. 오히려 펌프의 회전수가 높아질수록 캐비테이션 발생 가능성이 높아지기 때문입니다. 캐비테이션은 액체 내부에서 기체가 생성되어 압력이 갑자기 낮아지는 현상으로, 이는 펌프의 회전수가 높을수록 더욱 심해질 수 있습니다. 따라서 캐비테이션을 방지하기 위해서는 적절한 회전수를 유지하는 것이 중요합니다.
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16. 탄성체의 고유진동수를 높이고자 한다면 다음 중 어떤 변수를 낮추어야 하는가?

  1. 외력
  2. 질량
  3. 강성
  4. 운동량
(정답률: 84%)
  • 탄성체의 고유진동수는 탄성체의 강성과 질량에 의해 결정됩니다. 따라서 고유진동수를 높이고자 한다면 강성을 높이거나 질량을 낮추어야 합니다. 하지만 강성을 높이는 것은 쉽지 않기 때문에 질량을 낮추는 것이 더 쉬운 방법입니다. 질량이 낮아지면 탄성체의 운동량도 작아지기 때문에 고유진동수가 높아집니다. 따라서 정답은 "질량"입니다.
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17. 원통 코일 스프링의 스프링 상수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 코일스프링의 권선수에 반비례한다.
  2. 코일을 감는데 사용한 소선의 탄성계수에 비례한다.
  3. 코일을 감는데 사용한 소선 지름의 네제곱에 비례한다.
  4. 코일스프링 평균지름의 제곱에 반비례한다.
(정답률: 62%)
  • "코일스프링 평균지름의 제곱에 반비례한다."가 옳지 않은 것입니다.

    코일스프링의 스프링 상수는 스프링의 강성을 나타내는 값으로, 스프링이 얼마나 많은 힘을 받아도 변형되지 않는 정도를 나타냅니다. 이 값은 코일을 감는데 사용한 소선의 탄성계수와 지름, 그리고 권선수에 영향을 받습니다. 즉, 권선수가 적을수록, 소선의 탄성계수가 높을수록, 소선 지름이 크고 스프링 평균지름이 작을수록 스프링 상수는 높아집니다.

    따라서 "코일스프링 평균지름의 제곱에 반비례한다."라는 설명은 옳지 않습니다. 오히려 스프링 평균지름이 작을수록 스프링 상수는 높아집니다.
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18. 다이캐스팅(die casting)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 주물조직이 치밀하며 강도가 크다.
  2. 일반 주물에 비해 치수가 정밀하지만, 장치비용이 비싼 편이다.
  3. 소량생산에 적합하다.
  4. 기계용량의 표시는 가압유지 체결력과 관계가 있다.
(정답률: 94%)
  • 다이캐스팅은 대량생산에 적합한 주조 방법으로, 한 번에 많은 양의 제품을 생산할 수 있습니다. 따라서 소량생산에는 적합하지 않습니다.
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19. 산소-아세틸렌 용접법(OFW)의 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 화염크기를 쉽게 조절할 수 있다.
  2. 산화염, 환원염, 중성염 등의 다양한 종류의 화염을 얻을 수 있다.
  3. 일반적으로 열원의 온도가 아크 용접에 비하여 높다.
  4. 열원의 집중도가 낮아 열변형이 큰 편이다.
(정답률: 69%)
  • 일반적으로 열원의 온도가 아크 용접에 비하여 높다는 설명이 옳지 않습니다. OFW는 산소와 아세틸렌 가스를 혼합하여 불을 일으켜 용접을 하는 방법으로, 화염크기를 조절할 수 있고 다양한 종류의 화염을 얻을 수 있으며 열변형이 큰 편입니다. 그러나 OFW의 열원 온도는 아크 용접에 비해 낮은 편입니다. OFW는 주로 얇은 금속재료의 용접에 사용되며, 아크 용접은 두꺼운 금속재료의 용접에 사용됩니다. OFW는 열원의 집중도가 낮아 열변형이 큰 편이기 때문에, 두꺼운 금속재료의 용접에는 적합하지 않습니다.
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20. 경도측정에 사용되는 원리가 아닌 것은?

  1. 물체의 표면에 압입자를 충돌시킨 후 압입자가 반동되는 높이 측정
  2. 일정한 각도로 들어 올린 진자를 자유낙하시켜 물체와 충돌시킨 뒤 충돌전후 진자의 위치에너지 차이 측정
  3. 일정한 하중으로 물체의 표면을 압입한 후 발생된 압입자국의 크기 측정
  4. 물체를 표준 시편으로 긁어서 어느 쪽에 긁힌 흔적이 발생하는지를 관찰
(정답률: 60%)
  • "물체의 표면에 압입자를 충돌시킨 후 압입자가 반동되는 높이 측정"은 경도측정과는 관련이 없는 것입니다.

    "일정한 각도로 들어 올린 진자를 자유낙하시켜 물체와 충돌시킨 뒤 충돌전후 진자의 위치에너지 차이 측정"은 충격파가 물체 내부를 통과할 때 발생하는 음속의 변화를 측정하여 물체의 경도를 측정하는 방법입니다. 충격파가 물체 내부를 통과할 때, 물체 내부의 음속이 변화하게 되는데, 이 변화된 음속을 측정하여 물체의 경도를 계산합니다.
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