9급 지방직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2012-05-12)

9급 지방직 공무원 기계일반 2012-05-12 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 기계일반
(2012-05-12 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 펄라이트(pearlite) 상태의 강을 오스테나이트(austenite) 상태까지 가열하여 급랭할 경우 발생하는 조직은?

  1. 시멘타이트(cementite)
  2. 마르텐사이트(martensite)
  3. 펄라이트(pearlite)
  4. 베이나이트(bainite)
(정답률: 79%)
  • 강을 오스테나이트 상태까지 가열한 후 매우 빠르게 급랭(Quenching)시키면, 탄소가 확산될 시간이 없어 과포화 고용체 상태인 매우 단단한 마르텐사이트(martensite) 조직이 형성됩니다.
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2. 강(steel)의 재결정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 냉간가공도가 클수록 재결정 온도는 높아진다.
  2. 냉간가공도가 클수록 재결정 입자크기는 작아진다.
  3. 재결정은 확산과 관계되어 시간의 함수가 된다.
  4. 선택적 방향성은 재결정 후에도 유지된다.
(정답률: 78%)
  • 냉간가공도가 커질수록 내부 에너지가 증가하여 재결정 온도는 오히려 낮아집니다.

    오답 노트
    냉간가공도가 클수록 재결정 입자 크기는 작아짐
    재결정은 원자의 확산 과정이므로 시간의 함수임
    재결정이 일어나면 가공 시 생겼던 선택적 방향성(집합조직)은 사라짐
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3. 서로 맞물려 돌아가는 기어 A와 B의 피치원의 지름이 각각 100mm, 50mm이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기어 B의 전달 동력은 기어 A에 가해지는 동력의 2배가 된다.
  2. 기어 B의 회전각속도는 기어 A의 회전각속도의 2배이다.
  3. 기어 A와 B의 모듈은 같다.
  4. 기어 B의 잇수는 기어 A의 잇수의 절반이다.
(정답률: 71%)
  • 기어 전동 시 동력은 손실을 무시하면 입력과 출력이 동일하게 유지됩니다. 따라서 기어 B의 전달 동력이 기어 A의 2배가 된다는 설명은 틀렸습니다.

    오답 노트
    기어 B의 회전각속도는 지름이 절반이므로 2배가 맞음
    맞물리는 기어는 모듈이 동일해야 함
    잇수는 피치원 지름에 비례하므로 기어 B는 A의 절반이 맞음
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4. 전위기어(profile shifted gear)를 사용하는 목적이 아닌 것은?

  1. 두 기어 간 중심거리의 자유로운 변화
  2. 이의 강도 증가
  3. 물림률 증가
  4. 최소잇수 증가
(정답률: 65%)
  • 전위기어는 중심거리를 자유롭게 조절하고, 이의 강도를 높이며, 물림률을 증가시키거나 언더컷을 방지하기 위해 사용합니다. 최소잇수를 증가시키는 것은 전위기어의 사용 목적이 아닙니다.
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5. 강관이나 알루미늄 압출튜브를 소재로 사용하며, 내부에 액체를 이용한 압력을 가함으로써 복잡한 형상을 제조할 수 있는 방법은?

  1. 롤포밍(roll forming)
  2. 인베스트먼트 주조(investment casting)
  3. 플랜징(flanging)
  4. 하이드로포밍(hydroforming)
(정답률: 86%)
  • 하이드로포밍(hydroforming)은 강관이나 알루미늄 튜브 내부에 고압의 액체를 가압하여 금형 형상에 맞게 팽창시켜 복잡한 형상을 제조하는 성형법입니다.
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6. 가단주철에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 가단주철은 연성을 가진 주철을 얻는 방법 중 시간과 비용이 적게 드는 공정이다.
  2. 가단주철의 연성이 백주철에 비해 좋아진 것은 조직 내의 시멘타이트의 양이 줄거나 없어졌기 때문이다.
  3. 조직 내에 존재하는 흑연의 모양은 회주철에 존재하는 흑연처럼 날카롭지 않고 비교적 둥근 모양으로 연성을 증가시킨다.
  4. 가단주철은 파단시 단면감소율이 10% 정도에 이를 정도로 연성이 우수하다.
(정답률: 63%)
  • 가단주철은 백주철을 장시간 열처리하여 시멘타이트를 흑연으로 분해시키는 공정을 거치므로, 연성을 얻기 위해 많은 시간과 비용이 소요되는 공정입니다.
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7. 표면경화를 위한 질화법(nitriding)을 침탄경화법(carburizing)과 비교하였을 때, 옳지 않은 것은?

  1. 질화법은 침탄경화법에 비하여 경도가 높다.
  2. 질화법은 침탄경화법에 비하여 경화층이 얇다.
  3. 질화법은 경화를 위한 담금질이 필요 없다.
  4. 질화법은 침탄경화법보다 가열 온도가 높다.
(정답률: 61%)
  • 질화법은 변태점 이하의 낮은 온도($500 \sim 600^{\circ}C$)에서 처리하므로, 침탄경화법보다 가열 온도가 낮아 변형이 적은 것이 특징입니다.
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8. 동력전달축이 비틀림을 받을 때, 그 축의 반지름과 길이가 모두 두 배로 증가하였다면, 비틀림 각은 몇 배로 변하는가?

  1. 1/2
  2. 1/4
  3. 1/8
  4. 1/16
(정답률: 75%)
  • 비틀림 각은 축의 길이에 비례하고, 극관성 모멘트(반지름의 4제곱에 비례)에 반비례하는 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{TL}{GJ} = \frac{TL}{G \frac{\pi d^4}{32}}$
    ② [숫자 대입] $\theta' = \frac{T(2L)}{G \frac{\pi (2d)^4}{32}} = \frac{2TL}{16GJ} = \frac{1}{8} \frac{TL}{GJ}$
    ③ [최종 결과] $\theta' = \frac{1}{8} \theta$
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9. 압축코일스프링에서 스프링 전체의 평균 지름을 반으로 줄이면 축방향 하중에 대한 스프링의 처짐과 스프링에 발생하는 최대 전단응력은 몇 배가 되는가?

  1. 1/16, 1/4
  2. 1/8, 1/2
  3. 8, 2
  4. 16, 8
(정답률: 75%)
  • 스프링의 처짐 $\delta$와 최대 전단응력 $\tau$는 평균 지름 $D$에 각각 $D^3$에 비례하고 $D$에 반비례하는 관계를 가집니다.
    ① [기본 공식]
    $\delta = \frac{8PD^3n}{Gd^4}$ , $\tau = \frac{8PD}{\pi d^3}$
    ② [숫자 대입]
    $\delta' = \frac{8P(\frac{1}{2}D)^3n}{Gd^4} = \frac{1}{8}\delta$ , $\tau' = \frac{8P(\frac{1}{2}D)}{\pi d^3} = \frac{1}{2}\tau$
    ③ [최종 결과]
    $\delta = 1/8$ , $\tau = 1/2$$
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10. 기어를 가공하는 방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 주조법은 제작비가 저렴하지만 정밀도가 떨어진다.
  2. 전조법은 전조공구로 기어소재에 압력을 가하면서 회전시켜 만드는 방법이다.
  3. 기어모양의 피니언공구를 사용하면 내접기어의 가공은 불가능하다.
  4. 호브를 이용한 기어가공에서는 호브공구가 기어축에 평행한 방향으로 왕복이송과 회전운동을 하여 절삭하며, 가공될 기어는 회전이송을 한다.
(정답률: 74%)
  • 기어 모양의 피니언 공구를 사용하는 가공법(셰이핑 등)을 통해 내접기어의 가공이 가능합니다. 따라서 내접기어 가공이 불가능하다는 설명은 옳지 않습니다.
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11. 바이트 날 끝의 고온, 고압 때문에 칩이 조금씩 응착하여 단단해진 것을 무엇이라 하는가?

  1. 구성인선(built-up edge)
  2. 채터링(chattering)
  3. 치핑(chipping)
  4. 플랭크(flank)
(정답률: 94%)
  • 연성이 큰 재료를 절삭할 때, 절삭열과 고압으로 인해 칩의 일부가 공구 날 끝에 압착되어 단단하게 붙어 있는 현상을 구성인선(built-up edge)이라고 합니다.
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12. 유압회로에서 사용하는 축압기(accumulator)의 기능에 해당되지 않는 것은?

  1. 유압 회로 내의 압력 맥동 완화
  2. 유속의 증가
  3. 충격압력의 흡수
  4. 유압 에너지 축적
(정답률: 79%)
  • 축압기는 유압 시스템 내에서 에너지를 저장하고 압력을 조절하는 장치입니다. 주요 기능으로는 유압 에너지 축적, 충격 압력의 흡수, 압력 맥동의 완화 등이 있으며, 유속을 증가시키는 기능은 수행하지 않습니다.
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13. 다이캐스팅에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 정밀도가 높은 표면을 얻을 수 있어 후가공 작업이 줄어든다.
  2. 주형재료보다 용융점이 높은 금속재료에도 적용할 수 있다.
  3. 가압되므로 기공이 적고 치밀한 조직을 얻을 수 있다.
  4. 제품의 형상에 따라 금형의 크기와 구조에 한계가 있다.
(정답률: 79%)
  • 다이캐스팅은 금속 금형을 사용하여 용융 금속을 가압 주입하는 방식으로, 일반적으로 용융점이 낮은 비철금속(아연, 마그네슘 등)에 적합합니다. 따라서 주형재료보다 용융점이 높은 금속재료에 적용할 수 있다는 설명은 틀린 것입니다.
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14. 지름이 600mm인 브레이크 드럼의 축에 4,500 N⋅cm의 토크가 작용하고 있을 때, 이 축을 정지시키는 데 필요한 최소 제동력[N]은?

  1. 15
  2. 75
  3. 150
  4. 300
(정답률: 64%)
  • 제동 토크는 제동력에 드럼의 반지름을 곱한 값과 같으므로, 주어진 토크를 반지름으로 나누어 최소 제동력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $T = P \times \frac{D}{2}$
    ② [숫자 대입] $4500 = P \times \frac{60}{2}$
    ③ [최종 결과] $P = 150$ N
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15. 아크 용접법 중 전극이 소모되지 않는 것은?

  1. 피복 아크 용접법
  2. 서브머지드(submerged) 아크 용접법
  3. TIG(tungsten inert gas) 용접법
  4. MIG(metal inert gas) 용접법
(정답률: 88%)
  • TIG 용접법은 융점이 매우 높은 텅스텐 전극봉을 사용하여 아크를 발생시키며, 전극 자체는 소모되지 않고 별도의 용가재(와이어)만 녹여 용접하는 방식입니다.
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16. 다음 공작기계에서 절삭 시 공작물 또는 공구가 회전 운동을 하지 않는 것은?

  1. 브로칭 머신
  2. 밀링 머신
  3. 호닝 머신
  4. 원통 연삭기
(정답률: 83%)
  • 브로칭 머신은 공구(브로치)가 직선 운동을 하며 절삭하는 수기 가공 방식이므로, 공작물이나 공구가 회전 운동을 하지 않습니다.
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17. 밀링 절삭에서 상향절삭과 하향절삭을 비교하였을 때, 하향절삭의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 공작물 고정이 간단하다.
  2. 절삭면이 깨끗하다.
  3. 날 끝의 마모가 크다.
  4. 동력 소비가 적다.
(정답률: 76%)
  • 하향절삭은 상향절삭과 달리 절삭 시작 시 슬라이딩 현상이 발생하지 않으므로 커터 날 끝의 마모가 적은 것이 특징입니다.
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18. 방전가공(EDM)과 전해가공(ECM)에 사용하는 가공액에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 방전가공과 전해가공 모두 전기의 양도체의 가공액을 사용한다.
  2. 방전가공과 전해가공 모두 전기의 부도체의 가공액을 사용한다.
  3. 방전가공은 부도체, 전해가공은 양도체의 가공액을 사용한다.
  4. 방전가공은 양도체, 전해가공은 부도체의 가공액을 사용한다.
(정답률: 77%)
  • 방전가공은 절연을 위해 경유, 등유, 물과 같은 부도체 가공액을 사용하며, 전해가공은 전기 분해를 위해 식염수나 염화나트륨 수용액 같은 양도체 가공액을 사용합니다.
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19. 지름이 50mm인 황동봉을 주축의 회전수 2,000rpm인 조건으로 원통 선삭할 때, 최소절삭동력[kW]은? (단, 주절삭 분력은 60N이다)

  1. 0.1 π
  2. 0.2 π
  3. π
  4. 2 π
(정답률: 57%)
  • 절삭동력은 주절삭 분력과 절삭 속도의 곱으로 계산합니다.
    $$P = F \times v$$
    $$v = \frac{\pi d n}{1000}$$
    ① [기본 공식] $P = F \times \frac{\pi d n}{1000 \times 1000}$
    ② [숫자 대입] $P = 60 \times \frac{\pi \times 50 \times 2000}{1000 \times 1000}$
    ③ [최종 결과] $P = 0.1 \pi$
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20. 유압기기에 사용되는 작동유의 구비조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 인화점과 발화점이 높아야 한다.
  2. 유연하게 유동할 수 있는 점도가 유지되어야 한다.
  3. 동력을 전달시키기 위하여 압축성이어야 한다.
  4. 화학적으로 안정하여야 한다.
(정답률: 85%)
  • 유압기기의 작동유는 에너지를 효율적으로 전달하기 위해 압축되지 않는 비압축성 유체여야 합니다.

    오답 노트
    화재 예방을 위해 인화점과 발화점은 높아야 함
    원활한 유동을 위해 적절한 점도 유지가 필요함
    부식 방지를 위해 화학적 안정성이 필수적임
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