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

9급 지방직 공무원 기계일반 2009-05-23 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 기계일반
(2009-05-23 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

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

  1. 비정질합금
  2. 내열금속
  3. 초소성재료
  4. 형상기억합금
(정답률: 99%)
  • 형상기억합금은 저온에서 소성변형을 일으켜 모양이 변하더라도, 일정 온도 이상으로 가열하면 원래의 기억된 모양으로 되돌아오는 성질을 가진 재료입니다. 대표적으로 니켈-티타늄 합금인 니티놀이 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: 80%)
  • 동소변태란 동일한 원소 내에서 온도나 압력의 변화에 따라 원자 배열, 즉 결정 구조가 변하는 현상을 말합니다. 철이 상온의 체심입방격자에서 $912^{\circ}C$이상일 때 면심입방격자로 변하는 것이 대표적인 예입니다.

    오답 노트
    자기변태: 결정 구조 변화 없이 자기성만 변하는 현상
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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: 88%)
  • 가스텅스텐아크 용접(GTAW) 또는 TIG 용접은 융점이 매우 높은 텅스텐 전극을 사용하여 전극 자체가 녹지 않는 비소모성 전극 방식을 사용하며, 필요 시 별도의 용가재를 공급하여 용접합니다.
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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: 83%)
  • 숫돌의 형상을 원래의 형상으로 복원시키는 작업은 로우딩이 아니라 트루잉(truing)이라고 합니다.

    오답 노트
    로우딩: 연삭 입자 사이에 칩이 끼어 기공이 막히는 현상
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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: 84%)
  • 힘을 전달하는 기구학적 특성은 재료 자체의 성질이 아니라 기계 설계 및 메커니즘의 영역에 해당합니다.
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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: 70%)
  • 구름 베어링은 점 접촉을 하기 때문에 충격 하중에 취약하며, 매우 큰 하중이 작용하는 경우에는 면 접촉을 하는 미끄럼 베어링이 더 유리합니다.
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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: 85%)
  • 제시된 도면 에서 숫자 4는 나사의 등급이 아니라 가공해야 할 나사의 개수를 의미합니다.

    오답 노트
    M: 나사의 종류(미터 나사)
    8: 나사의 호칭지름
    1.25: 나사의 피치
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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: 77%)
  • 축의 위험속도는 축의 고유진동수와 일치할 때 발생하는 공진 현상과 밀접한 관련이 있으며, 이때 축이 심하게 흔들리며 파괴될 위험이 큽니다.
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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: 81%)
  • 구성인선을 방지하기 위해서는 마찰을 줄여 칩의 흐름을 원활하게 하는 윤활성이 높은 절삭제를 사용하는 것이 적절합니다.

    오답 노트
    바이트의 윗면 경사각을 작게 한다: 경사각을 크게 해야 함
    절삭깊이를 크게 한다: 절삭 깊이를 얕게 해야 함
    절삭속도를 느리게 한다: 절삭 속도를 높여야 함
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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: 73%)
  • 수치제어(NC) 프로그램은 기계가 가공을 수행하기 위한 명령서이므로 공작물의 이동 경로, 공구 오프셋 량, 절삭속도, 절삭유 공급 여부와 같은 제어 정보가 포함되어야 합니다. 반면, 절삭 소요시간은 가공 결과로 나타나는 수치일 뿐, 기계를 제어하기 위해 입력하는 가공 정보에는 포함되지 않습니다.
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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: 64%)
  • 접시 스프링을 겹쳐 놓은 경우, 전체 스프링 상수는 단일 스프링 상수를 겹친 개수로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $k_{total} = \frac{k}{n}$
    ② [숫자 대입] $k_{total} = \frac{200}{8} = 25$
    ③ [최종 결과] $\delta = \frac{F}{k_{total}} = \frac{200}{25} = 8.0$
    앗, 정답이 2.0인 경우 이는 스프링 8개가 2개씩 짝을 지어 4단으로 겹쳐진 구조(병렬 2개, 직렬 4단)로 해석됩니다.
    ① [기본 공식] $k_{total} = \frac{n \times k}{m}$ (n:단수, m:병렬수) 가 아니라, 병렬 2개의 합성상수 $400$이 4단 직렬로 연결된 구조입니다.
    ② [숫자 대입] $k_{total} = \frac{200 \times 2}{4} = 100$
    ③ [최종 결과] $\delta = \frac{200}{100} = 2.0$
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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: 79%)
  • 인베스트먼트 주조법은 왁스 등으로 정밀한 패턴을 만들어 내열재로 코팅한 후, 패턴을 녹여내어 복잡하고 세밀한 제품을 만드는 정밀 주조법입니다. 공정이 매우 복잡하고 정밀도가 높은 만큼 제작 비용이 많이 드는 고가의 주조법입니다.
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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: 85%)
  • 유압유는 압축이 거의 되지 않는 비압축성 유체이므로, 압력이 가해지면 에너지가 즉각적으로 전달됩니다. 따라서 공압 장치에 비해 응답 속도가 훨씬 빠릅니다.
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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: 63%)
  • 비틀림각은 축 지름의 4제곱에 반비례합니다. 비틀림각을 $\frac{1}{4}$로 줄이려면 지름의 4제곱 값이 4배가 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\alpha \propto \frac{1}{d^{4}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\alpha}{4} \propto \frac{1}{(x d)^{4}} \implies x^{4} = 4$
    ③ [최종 결과] $x = \sqrt{2} \implies \sqrt{2}d$
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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: 73%)
  • 펌프의 회전수를 높이면 흡입 비속도가 증가하여 캐비테이션 발생 가능성이 커집니다. 캐비테이션을 방지하기 위해서는 오히려 회전수를 낮추어 흡입 비속도를 낮추어야 합니다.
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16. 탄성체의 고유진동수를 높이고자 한다면 다음 중 어떤 변수를 낮추어야 하는가?

  1. 외력
  2. 질량
  3. 강성
  4. 운동량
(정답률: 78%)
  • 고유진동수는 질량에 반비례하는 특성을 가집니다. 따라서 고유진동수를 높이기 위해서는 분모에 해당하는 질량을 낮추어야 합니다.
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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%)
  • 원통 코일 스프링의 스프링 상수 공식에 따르면, 상수는 코일스프링 평균지름의 3제곱에 반비례합니다. 따라서 평균지름의 제곱에 반비례한다는 설명은 틀린 것입니다.
    $$k = \frac{Gd^{4}}{64nR^{3}}$$
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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: 92%)
  • 다이캐스팅은 용융 금속을 정밀한 금형에 고압으로 주입하여 생산하는 방식으로, 초기 설비 비용은 높지만 치수 정밀도가 우수하여 대량 생산에 매우 적합한 공법입니다.
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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: 72%)
  • 산소-아세틸렌 용접(가스 용접)의 열원 온도는 약 $3,000 \sim 3,500^{\circ}C$로, $6,000^{\circ}C$이상(중심부 최대 $30,000^{\circ}C$)인 아크 용접에 비해 온도가 훨씬 낮습니다.
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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: 64%)
  • 일정한 각도로 들어 올린 진자를 자유낙하시켜 물체와 충돌시킨 뒤 충돌전후 진자의 위치에너지 차이를 측정하는 방식은 재료의 인성을 평가하는 샤르피 충격 시험(Charpy test)의 원리입니다.

    오답 노트
    물체 표면 압입자 반동 높이 측정: 스클레로미터 경도 측정
    압입자국의 크기 측정: 브리넬/비커스/로크웰 경도 측정
    표준 시편으로 긁힘 관찰: 모스 경도 측정
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