9급 지방직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2010-05-22)

9급 지방직 공무원 기계일반 2010-05-22 필기 기출문제 해설

이 페이지는 9급 지방직 공무원 기계일반 2010-05-22 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

9급 지방직 공무원 기계일반
(2010-05-22 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 절삭공구의 피복(coating) 재료로 적절하지 않은 것은?

  1. 텅스텐탄화물(WC)
  2. 티타늄탄화물(TiC)
  3. 티타늄질화물(TiN)
  4. 알루미늄산화물(Al2O3)
(정답률: 62%)
  • 피복초경합금의 피복 재료로는 $TiC$, $TiN$, $TiCN$, $Al_{2}O_{3}$ 등이 사용되며, 이는 내마모성과 내열성을 높여 공구 수명을 증대시킵니다. 텅스텐탄화물($WC$)은 피복재가 아니라 초경합금의 모재(Base)로 사용됩니다.
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2. 연성 파괴에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 진전하는 균열 주위에 상당한 소성 변형이 일어난다.
  2. 취성 파괴보다 적은 변형률 에너지가 필요하다.
  3. 파괴가 일어나기 전에 어느 정도의 네킹 현상이 나타난다.
  4. 균열은 대체적으로 천천히 진전한다.
(정답률: 84%)
  • 연성파괴는 파단 전까지 상당한 소성 변형이 일어나므로, 취성파괴보다 파괴에 필요한 변형률 에너지가 훨씬 큽니다.
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3. 재료시험 항목과 시험방법의 관계로 옳지 않은 것은?

  1. 충격시험:샤르피(Charpy)시험
  2. 크리프시험:표면거칠기시험
  3. 연성파괴시험:인장시험
  4. 경도시험:로크웰경도시험
(정답률: 93%)
  • 크리프시험은 특정 온도에서 일정한 인장하중을 가해 시간 경과에 따른 길이 변화나 파단 시간을 측정하는 시험입니다. 표면거칠기시험과는 전혀 다른 개념입니다.
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4. 탄소가 흑연 박편의 형태로 석출되며 내마모성이 우수하고 압축강도가 좋으며 엔진 블록, 브레이크 드럼 등에 사용되는 재료는?

  1. 회주철(gray iron)
  2. 백주철(white iron)
  3. 가단주철(malleable iron)
  4. 연철(ductile iron)
(정답률: 68%)
  • 회주철(gray iron)은 탄소가 흑연 박편(flake) 형태로 석출되어 파단면이 회색을 띠는 재료입니다. 내마모성이 우수하고 압축강도가 좋으며 진동 감쇠 능력이 뛰어나 엔진 블록, 브레이크 드럼, 공작기계 베드 등에 주로 사용됩니다.
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5. 스플라인 키의 특징인 것은?

  1. 축에 원주방향으로 같은 간격으로 여러 개의 키 홈을 깎아 낸 것이다.
  2. 큰 토크를 전달하지 않는다.
  3. 키 홈으로 인하여 축의 강도가 저하된다.
  4. 키와 축의 접촉면에서 발생하는 마찰력으로 회전력을 발생시킨다.
(정답률: 86%)
  • 스플라인 키는 축에 원주방향으로 같은 간격으로 여러 개의 키 홈을 깎아 내어 키와 축을 결합하는 방식입니다.

    오답 노트
    큰 토크를 전달하지 않는다: 여러 개의 키가 분담하여 매우 큰 토크 전달 가능
    축의 강도가 저하된다: 키 홈이 분산되어 있어 단일 키보다 강도 저하가 적음
    마찰력으로 회전력 발생: 마찰력이 아닌 키의 전단 면적을 통한 기계적 결합으로 전달
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6. 사각나사의 나선각이 λ, 나사면의 마찰계수 μ에 따른 마찰각이 ρ (μ＝tan ρ)인 사각나사가 외부 힘의 작용 없이 스스로 풀리지 않고 체결되어 있을 자립 조건은?

  1. ρ≥λ
  2. ρ≤λ
  3. ρ＜λ
  4. ρ 및 λ와 상관없음
(정답률: 86%)
  • 사각나사가 외부의 힘 없이 스스로 풀리지 않고 체결 상태를 유지하기 위해서는 나사면의 마찰각 $\rho$가 나선각 $\lambda$보다 크거나 같아야 합니다.
    따라서 자립 조건은 $\rho \ge \lambda$가 됩니다.
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7. 굽힘 모멘트 M과 비틀림 모멘트 T를 동시에 받는 축에서 최대주응력설에 적용할 상당 굽힘모멘트 Me은?

(정답률: 78%)
  • 최대주응력설을 적용할 때, 굽힘 모멘트 $M$과 비틀림 모멘트 $T$가 동시에 작용하는 축의 상당 굽힘모멘트 $M_{e}$는 다음과 같이 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $M_{e} = \frac{1}{2}(M + \sqrt{M^{2} + T^{2}})$
    ② [숫자 대입] (공식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과]
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8. 두께가 6mm이고 안지름이 180mm인 원통형 압력용기가 14 kgf/cm2의 내압을 받는 경우, 이 압력용기의 원주 방향 및 축 방향 인장응력[kgf/cm2]은?

  1. 원주 방향: 210, 축 방향: 420
  2. 원주 방향: 420, 축 방향: 840
  3. 원주 방향: 210, 축 방향: 105
  4. 원주 방향: 420, 축 방향: 210
(정답률: 65%)
  • 원통형 압력용기에서 내압에 의해 발생하는 응력은 원주 방향(Hoop stress)이 축 방향(Longitudinal stress)보다 2배 크게 나타납니다.
    ① [기본 공식]
    원주 방향: $\sigma_{c} = \frac{P \times d}{2t}$
    축 방향: $\sigma_{a} = \frac{P \times d}{4t}$
    ② [숫자 대입]
    원주 방향: $\sigma_{c} = \frac{14 \times 180}{2 \times 0.6}$
    축 방향: $\sigma_{a} = \frac{14 \times 180}{4 \times 0.6}$
    ③ [최종 결과]
    원주 방향: $210\text{ kgf/cm}^{2}$
    축 방향: $105\text{ kgf/cm}^{2}$
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9. 다음 중 유성기어장치에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 내접기어잇수는 ZI, 태양기어 잇수는 ZS 이며 ZI > ZS 이다)

  1. 태양기어를 고정하고 캐리어를 구동할 경우 내접기어는 감속한다.
  2. 캐리어를 고정하고 내접기어를 구동할 경우 태양기어는 역전증속한다.
  3. 내접기어를 고정하고 태양기어를 구동할 경우 캐리어는 증속한다.
  4. 태양기어를 고정하고 내접기어를 구동할 경우 캐리어는 역전감속한다.
(정답률: 53%)
  • 유성기어장치에서 캐리어를 고정하면 장치는 일반적인 기어열처럼 작동합니다. 이때 내접기어를 구동하면 내접기어와 맞물린 유성피니언이 반대 방향으로 회전하고, 다시 그 유성피니언과 맞물린 태양기어는 내접기어와 같은 방향이 아닌 역방향으로 회전하며 속도가 증가하는 역전증속 현상이 발생합니다.
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10. 다음 중 플라스틱의 성형과 관계없는 가공 공정은?

  1. 압출성형
  2. 사출성형
  3. 인발성형
  4. 압축성형
(정답률: 65%)
  • 플라스틱은 재료 특성상 가압 방식으로 성형하며, 재료를 잡아당겨 성형하는 인발성형에는 적합하지 않습니다.
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11. 원심주조와 다이캐스트법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원심주조법은 고속회전하는 사형 또는 금형주형에 쇳물을 주입하여 주물을 만든다.
  2. 원심주조법은 주로 주철관, 주강관, 실린더 라이너, 포신 등을 만든다.
  3. 다이캐스트법은 용융금속을 강한 압력으로 금형에 주입하고 가압하여 주물을 얻는다.
  4. 다이캐스트법은 주로 철금속 주조에 사용된다.
(정답률: 81%)
  • 다이캐스트법은 용융점이 낮은 비철금속(알루미늄, 아연, 마그네슘 등) 전용 주조법입니다.
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12. 항복 인장응력이 Y인 금속을 소성영역까지 인장시켰다가 하중을 제거하고 다시 압축을 하면 압축 항복응력이 인장 항복응력 Y보다 작아지는 현상이 있다. 이러한 현상과 관련이 없는 것은?

  1. 변형율 연화
  2. 스프링 백
  3. 가공 연화
  4. 바우싱어(Bauschinger) 효과
(정답률: 65%)
  • 인장 후 압축 시 항복응력이 낮아지는 현상은 바우싱어 효과, 변형율 연화, 가공 연화와 관련이 있습니다.

    오답 노트
    스프링 백: 소성변형 후 외력을 제거했을 때 내부 잔류응력으로 인해 원래 상태로 되돌아가려는 성질입니다.
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13. 다음 중 잔류응력에 대한 설명으로 옳은 것으로만 묶인 것은?

  1. ㄱ, ㄴ, ㅁ, ㅂ
  2. ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ
  3. ㄷ, ㄹ, ㅁ, ㅂ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 74%)
  • 잔류응력은 외부 하중이 없는 상태에서 재료 내부에 남아있는 응력으로, 그 성질에 따라 재료의 수명과 강도에 영향을 줍니다.
    인장잔류응력은 균열 발생을 촉진하여 피로수명과 파괴강도를 저하시키며, 반대로 압축잔류응력은 이를 향상시킵니다. 또한 온도 구배나 소성 변형에 의해 발생하며, 어닐링(풀림) 처리나 시간 경과에 따른 응력 완화로 제거 또는 감소시킬 수 있습니다.

    오답 노트
    표면에 남아 있는 인장잔류응력은 피로수명과 파괴강도를 저하시키므로 향상시킨다는 설명은 틀렸습니다.
    표면에 남아 있는 압축잔류응력은 응력부식균열을 억제하는 효과가 있으므로 발생시킨다는 설명은 틀렸습니다.
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14. 열간가공과 냉간가공에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 열간가공은 냉간가공에 비해 표면 거칠기가 향상된다.
  2. 열간가공은 냉간가공에 비해 정밀한 허용치수 오차를 갖는다.
  3. 일반적으로 열간가공된 제품은 냉간가공된 같은 제품에 비해 균일성이 적다.
  4. 열간가공은 냉간가공에 비해 가공이 용이하지 않다.
(정답률: 65%)
  • 열간가공은 재료를 고온에서 가공하므로 냉간가공에 비해 조직의 균일성이 떨어지고 표면 거칠기가 좋지 않으며 치수 정밀도가 낮습니다. 반면, 가공 하중이 적어 가공 자체는 더 용이합니다.
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15. 증기원동기의 증기동력 사이클과 가장 가까운 사이클은?

  1. 오토 사이클
  2. 디젤 사이클
  3. 브레이톤 사이클
  4. 랭킨 사이클
(정답률: 71%)
  • 증기원동기의 표준 사이클은 2개의 정압 과정과 2개의 단열 과정으로 구성된 랭킨 사이클입니다.

    오답 노트
    오토 사이클: 가솔린 기관
    디젤 사이클: 디젤 기관
    브레이톤 사이클: 가스터빈 기관
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16. 열처리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 완전 풀림처리(Full annealing)에서 얻어진 조직은 조대 펄라이트(Pearlite)이다.
  2. 노말라이징(Normalizing)은 강의 풀림처리에서 일어날 수 있는 과도한 연화를 피할 수 있도록 공기중에서 냉각하는 것을 의미한다.
  3. 오스템퍼링(Austempering)은 오스테나이트(Austenite)에서 베이나이트(Bainite)로 완전히 등온변태가 일어날 때까지 특정 온도로 유지한 후 공기중에서 냉각한다.
  4. 스페로다이징(Spherodizing)은 미세한 펄라이트 구조를 얻기 위해 공석온도 이상으로 가열한 후 서냉하는 공정이다.
(정답률: 56%)
  • 스페로다이징은 연성과 가공성이 우수한 구상 펄라이트 조직을 얻기 위해 공석온도 $A_{1}$이하로 가열 후 서냉하는 공정입니다.

    오답 노트
    미세한 펄라이트 구조를 얻기 위해 공석온도 이상으로 가열 후 서냉하는 것은 불림(Normalizing)에 대한 설명입니다.
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17. 유압펌프의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기어펌프는 구조가 간단하고 신뢰도가 높으며 운전보수가 비교적 용이할 뿐만 아니라 가변토출형으로 제작이 가능하다는 장점이 있다.
  2. 베인펌프의 경우에는 깃이 마멸되어도 펌프의 토출은 충분히 행해질 수 있다는 것이 장점이다.
  3. 피스톤 펌프는 다른 펌프와 비교해서 상당히 높은 압력에 견딜 수 있고, 효율이 높다는 장점이 있다.
  4. 일반적으로 용적형 펌프(Positive displacement pump)는 정량토출을 목적으로 사용하고, 비용적형 펌프(Non-positive displacement pump)는 저압에서 대량의 유체를 수송하는 데 사용된다.
(정답률: 58%)
  • 기어펌프는 구조가 간단하고 신뢰도가 높지만, 1회 토출량이 일정한 정용량형 펌프이므로 가변토출형으로 제작하는 것은 불가능합니다.
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18. 4사이클 기관과 2사이클 기관을 비교할 때 2사이클 기관의 장점이 아닌 것은?

  1. 2사이클 기관은 4사이클 기관에 비하여 소형 경량으로 할 수 있다.
  2. 2사이클 기관은 구조가 간단하여 저가로 제작할 수 있다.
  3. 이론적으로는 4사이클 기관의 2배의 출력을 얻게 된다.
  4. 2사이클 기관은 4사이클 기관에 비하여 연료소비가 적다.
(정답률: 72%)
  • 2사이클 기관은 배기 행정 시 미연소 연료가 함께 배출되는 특성이 있어 4사이클 기관보다 연료소비율이 높습니다.
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19. 그림과 같은 수평면에 놓인 50kg무게의 상자에 힘 P＝400N으로 5초 동안 잡아 당긴 후 운동하게 되는 상자의 속도[m/sec]와 가장 가까운 값은? (단, 상자와 바닥면간의 마찰계수는 0.3이다)

  1. 10
  2. 25
  3. 40
  4. 50
(정답률: 60%)
  • 마찰력을 고려한 알짜힘을 구하고, 뉴턴의 제2법칙을 이용해 가속도를 산출한 뒤 최종 속도를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{P - \mu mg}{m} \times t$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{400 - 0.3 \times 50 \times 9.8}{50} \times 5$
    ③ [최종 결과] $v = 25.3$
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20. 높은 경도의 금형 가공에 많이 적용되는 방법으로 전극의 형상을 절연성 있는 가공액 중에서 금형에 전사하여 원하는 치수와 형상을 얻는 가공법은?

  1. 전자빔가공법
  2. 플라즈마 아크 가공법
  3. 방전가공법
  4. 초음파가공법
(정답률: 79%)
  • 방전가공법은 공작물과 전극 사이에 인공적인 방전 현상을 일으켜 발생하는 열로 재료를 녹여내는 가공법입니다. 절연성 가공액 속에서 전극 형상을 전사하므로 높은 경도의 금형 가공에 매우 유리합니다.
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