9급 지방직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2016-06-18)

9급 지방직 공무원 기계일반
(2016-06-18 기출문제)

목록

1. 재료의 원래 성질을 유지하면서 내마멸성을 강화시키는 데 가장 적합한 열처리 공정은?

  1. 풀림(annealing)
  2. 뜨임(tempering)
  3. 담금질(quenching)
  4. 고주파 경화법(induction hardening)
(정답률: 70%)
  • 고주파 경화법은 재료의 표면을 고온으로 가열하여 내부 구조를 변경하지 않고 표면을 경화시키는 열처리 공정입니다. 이는 재료의 원래 성질을 유지하면서 내마멸성을 강화시키는 데 가장 적합합니다.
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2. 응고수축에 의한 주물제품의 불량을 방지하기 위한 목적으로 주형에 설치하는 탕구계 요소는?

  1. 탕구(sprue)
  2. 압탕구(feeder)
  3. 탕도(runner)
  4. 주입구(pouring basin)
(정답률: 83%)
  • 탕구는 주물이 주형 내부로 주입되는 입구이며, 탕도와 주입구를 연결하는 역할을 합니다. 압탕구는 주물이 응고하면서 수축하는 과정에서 발생하는 결함을 방지하기 위해 설치되는 부분으로, 주형 내부에 추가적인 주물을 공급하여 응고수축에 따른 결함을 방지합니다. 따라서, 응고수축에 의한 주물제품의 불량을 방지하기 위한 목적으로 주형에 설치하는 탕구계 요소는 압탕구입니다.
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3. 금속 판재의 가공 공정 중 가장 매끈하고 정확한 전단면을 얻을 수 있는 전단공정은?

  1. 슬리팅(slitting)
  2. 스피닝(spinning)
  3. 파인블랭킹(fine blanking)
  4. 신장성형(stretch forming)
(정답률: 79%)
  • 파인블랭킹은 금속 판재를 고정하고, 높은 압력과 정밀한 칼날을 사용하여 정확한 전단면을 만들어내는 공정입니다. 이에 비해 슬리팅이나 스핀닝은 전단면이 불규칙하고 매끈하지 않을 수 있으며, 신장성형은 전단면을 만들기 위해 금속을 늘리는 과정이 필요하여 정확도가 떨어질 수 있습니다. 따라서 파인블랭킹은 가장 매끈하고 정확한 전단면을 얻을 수 있는 공정입니다.
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4. 다음 중 소성가공이 아닌 것은?

  1. 인발(drawing)
  2. 호닝(honing)
  3. 압연(rolling)
  4. 압출(extrusion)
(정답률: 95%)
  • 호닝은 주로 내부면을 굴곡 없이 균일하게 연마하는 공정으로, 소성가공과는 다른 종류의 가공 방법입니다. 인발, 압연, 압출은 모두 소성가공의 일종으로, 금속을 더 얇거나 형태를 바꾸는 등의 가공을 하는 것입니다. 따라서 정답은 "호닝"입니다.
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5. 각종 용접법에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. TIG용접(GTAW)은 소모성인 금속전극으로 아크를 발생시키고, 녹은 전극은 용가재가 된다.
  2. MIG용접(GMAW)은 비소모성인 텅스텐 전극으로 아크를 발생시키고, 용가재를 별도로 공급하는 용접법이다.
  3. 일렉트로 슬래그 용접(ESW)은 산화철 분말과 알루미늄 분말의 반응열을 이용하는 용접법이다.
  4. 서브머지드 아크 용접(SAW)은 노즐을 통해 용접부에 미리 도포된 용제(flux) 속에서, 용접봉과 모재 사이에 아크를 발생시키는 용접법이다.
(정답률: 85%)
  • 서브머지드 아크 용접(SAW)은 용접부에 미리 도포된 용제(flux) 속에서 용접봉과 모재 사이에 아크를 발생시키는 용접법입니다.
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6. 금속의 결정격자구조에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 체심입방격자의 단위 격자당 원자는 4개이다.
  2. 면심입방격자의 단위 격자당 원자는 4개이다.
  3. 조밀육방격자의 단위 격자당 원자는 4개이다.
  4. 체심입방격자에는 정육면체의 각 모서리와 각 면의 중심에 각각 1개의 원자가 배열되어 있다.
(정답률: 79%)
  • 면심입방격자는 각 면의 중심에 원자가 1개씩, 총 6면이 있으므로 6개의 원자가 있습니다. 그리고 각 원자는 격자점을 차지하므로 격자점당 원자는 1/4개씩 계산됩니다. 따라서, 6면 x 1/4 = 1.5면당 1개의 원자가 있으므로, 1면당 원자는 1/1.5 = 2/3개가 있습니다. 이를 단위 격자에 적용하면 4면이 있으므로 4 x 2/3 = 8/3개의 원자가 있습니다. 하지만, 원자는 정수로 계산되어야 하므로 4개의 원자가 있다고 말할 수 있습니다. 따라서, "면심입방격자의 단위 격자당 원자는 4개이다."가 옳은 설명입니다.
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7. 다음 ㉠, ㉡에 해당하는 것은? (순서대로 ㉠, ㉡)

  1. 인베스트먼트주조(investment casting), 플랜징(flanging)
  2. 다이캐스팅(die casting), 플랜징(flanging)
  3. 인베스트먼트주조(investment casting), 딥드로잉(deep drawing)
  4. 다이캐스팅(die casting), 딥드로잉(deep drawing)
(정답률: 77%)
  • ㉠은 인베스트먼트주조(investment casting), ㉡은 딥드로잉(deep drawing)에 해당합니다.

    다이캐스팅은 고압으로 압축된 용융 금속을 금형에 주입하여 제작하는 방법으로, 금속 부품의 정확한 크기와 형태를 만들 수 있습니다. 딥드로잉은 금속 시트를 금형에 끼워 넣고, 압력을 가해 금속 시트를 금형에 따라 끌어 당겨 제작하는 방법으로, 금속 시트를 이용하여 복잡한 형태의 금속 부품을 만들 수 있습니다.

    인베스트먼트주조는 금속을 용융 상태로 만들어 금형에 주입하여 제작하는 방법으로, 정밀한 부품 제작에 사용됩니다. 플랜징은 금속 시트의 가장자리를 절단하여 부품을 제작하는 방법입니다.
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8. 레이저 용접에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 좁고 깊은 접합부를 용접하는 데 유리하다.
  2. 수축과 뒤틀림이 작으며 용접부의 품질이 뛰어나다.
  3. 반사도가 높은 용접 재료의 경우, 용접효율이 감소될 수 있다.
  4. 진공 상태가 반드시 필요하며, 진공도가 높을수록 깊은 용입이 가능하다.
(정답률: 90%)
  • 레이저 용접에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 없습니다. 모든 설명이 옳습니다.
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9. 윤곽투영기(optical comparator)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 빛의 간섭무늬를 이용해서 평면도를 측정하는 데 사용한다.
  2. 측정침이 물체의 표면 위치를 3차원적으로 이동하면서 공간좌표를 검출하는 장치이다.
  3. 피측정물의 실제 모양을 스크린에 확대 투영하여 길이나 윤곽 등을 검사하거나 측정한다.
  4. 랙과 피니언 기구를 이용해서 측정자의 직선운동을 회전운동으로 변환시켜 눈금판에 나타낸다.
(정답률: 77%)
  • 윤곽투영기는 피측정물의 실제 모양을 스크린에 확대 투영하여 길이나 윤곽 등을 검사하거나 측정하는 장치입니다. 즉, 물체의 형상을 확대하여 검사하거나 측정하는데 사용됩니다.
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10. 금속 재료의 파손에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연성 금속이라도 응력부식 균열이 발생하면 취성 재료처럼 파단된다.
  2. 파단면에 비치마크(beach mark)가 발견되면 피로에 의한 파괴로 추정할 수 있다.
  3. 재료 내부에 수소 성분이 침투하면 연성이 저하되어 예상보다 낮은 하중에서 파단될 수 있다.
  4. 숏피닝이나 롤러버니싱 같은 공정은 표면에 인장잔류응력을 발생시키기 때문에 제품 수명을 향상시킨다.
(정답률: 80%)
  • 숏피닝이나 롤러버니싱 같은 공정은 표면에 인장잔류응력을 발생시키기 때문에 제품 수명을 향상시킨다는 설명이 옳지 않습니다. 이유는 인장잔류응력은 오히려 파손을 유발할 수 있기 때문입니다. 따라서 이 설명은 옳지 않습니다.
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11. 두 축의 중심선을 일치시키기 어려운 경우, 두 축의 연결 부위에 고무, 가죽 등의 탄성체를 넣어 축의 중심선 불일치를 완화하는 커플링은?

  1. 유체 커플링
  2. 플랜지 커플링
  3. 플렉시블 커플링
  4. 유니버설 조인트
(정답률: 84%)
  • 플렉시블 커플링은 고무, 가죽 등의 탄성체를 사용하여 축의 중심선 불일치를 완화하는 커플링입니다. 이는 탄성체의 유연성과 변형 가능성을 이용하여 축의 이동이나 회전에 따른 변형을 흡수하여 축의 중심선을 일치시키는 역할을 합니다. 따라서 두 축의 중심선이 일치하기 어려운 경우에 유용하게 사용됩니다.
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12. 자동차에 사용되는 판 스프링(leaf spring)이나 쇼크 업소버(shock absorber)의 역할은?

  1. 클러치
  2. 완충 장치
  3. 제동 장치
  4. 동력 전달 장치
(정답률: 96%)
  • 판 스프링이나 쇼크 업소버는 자동차가 울퉁불퉁한 도로에서 주행할 때 발생하는 충격을 완충하여 운전자와 승객이 더 안정적이고 편안한 주행을 할 수 있도록 도와주는 장치입니다. 따라서 "완충 장치"가 정답입니다.
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13. 4행정 기관과 2행정 기관에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 배기량이 같은 가솔린 기관에서 4행정 기관은 2행정 기관에 비해 출력이 작다.
  2. 배기량이 같은 가솔린 기관에서 4행정 기관은 2행정 기관에 비해 연료 소비율이 크다.
  3. 4행정 기관은 크랭크축 1회전 시 1회 폭발하며, 2행정 기관은 크랭크축 2회전 시 1회 폭발한다.
  4. 4행정 기관은 밸브 기구는 필요 없고 배기구만 있으면 되고, 2행정 기관은 밸브 기구가 복잡하다.
(정답률: 48%)
  • 정답은 "4행정 기관은 크랭크축 1회전 시 1회 폭발하며, 2행정 기관은 크랭크축 2회전 시 1회 폭발한다."입니다. 4행정 기관은 1회전에 폭발이 일어나기 때문에 출력이 높아지지만, 연료 소비율이 높아지고 진동이 심해지는 단점이 있습니다. 반면 2행정 기관은 2회전에 폭발이 일어나기 때문에 출력이 낮아지지만, 연료 소비율이 낮아지고 진동이 적어지는 장점이 있습니다.
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14. 한 쌍의 기어가 맞물려 회전할 때 이의 간섭을 방지하기 위한 방법으로 옳지 않은 것은?

  1. 압력각을 작게 한다.
  2. 기어의 이 높이를 줄인다.
  3. 기어의 잇수를 한계 잇수 이하로 감소시킨다.
  4. 피니언의 잇수를 최소 잇수 이상으로 증가시킨다.
(정답률: 76%)
  • 압력각이란 기어의 치혼면에서의 접촉선과 수직선 사이의 각도를 말합니다. 압력각이 작을수록 기어의 치혼면에서의 접촉면적이 커지기 때문에 간섭이 줄어들게 됩니다. 따라서 압력각을 작게 하는 것이 간섭 방지를 위한 방법 중 하나입니다.
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15. 감기 전동기구에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 벨트 전동기구는 벨트와 풀리 사이의 마찰력에 의해 동력을 전달한다.
  2. 타이밍 벨트 전동기구는 동기(synchronous)전동을 한다.
  3. 체인 전동기구를 사용하면 진동과 소음이 작게 발생하므로 고속 회전에 적합하다.
  4. 구동축과 종동축 사이의 거리가 멀리 떨어져 있는 경우에도 동력을 전달할 수 있다.
(정답률: 90%)
  • 체인 전동기구를 사용하면 진동과 소음이 작게 발생하므로 고속 회전에 적합하다는 설명이 옳지 않습니다. 체인 전동기구는 고속 회전에 적합하지 않으며, 일반적으로 중간 속도에서 사용됩니다. 체인 전동기구는 벨트 전동기구나 타이밍 벨트 전동기구보다는 소음이 크고 유지보수가 어렵습니다.
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16. 냉매의 구비 조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 응축 압력과 응고 온도가 높아야 한다.
  2. 임계 온도가 높고, 상온에서 액화가 가능해야 한다.
  3. 증기의 비체적이 작아야 하고, 부식성이 없어야 한다.
  4. 증발 잠열이 크고, 저온에서도 증발 압력이 대기압 이상이어야 한다.
(정답률: 55%)
  • "응축 압력과 응고 온도가 높아야 한다."는 옳은 설명이며, 이유는 냉매가 액체 상태로 유지되어야 하기 때문입니다. 응축 압력과 응고 온도가 높을수록 냉매는 액체 상태로 유지될 가능성이 높아지기 때문입니다.
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17. 축 방향의 압축하중이 작용하는 원통 코일 스프링에서 코일 소재의 지름이 d일 때 최대 전단응력이 τ1이고, 코일 소재의 지름이 d/2일 때 최대 전단응력이 τ2일 경우 τ21는? (단, 응력 수정계수는 1로 하고, 다른 조건은 동일하다)

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 16
(정답률: 56%)
  • 원통 코일 스프링에서 전단응력은 τ = (8FD)/(πd3)로 나타낼 수 있다. 여기서 F는 압축하중, D는 외경, d는 내경이다. 코일 소재의 지름이 d일 때와 d/2일 때의 전단응력을 각각 τ1, τ2라고 하면,

    τ1 = (8F)/(πd3)

    τ2 = (8F)/(π(d/2)3) = (8F)/(πd3/8)

    따라서, τ21 = (8F)/(πd3/8) ÷ (8F)/(πd3) = 8

    즉, 코일 소재의 지름이 d/2일 때 최대 전단응력은 코일 소재의 지름이 d일 때 최대 전단응력의 8배가 된다.
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18. 유압 작동유의 점도 변화가 유압 시스템에 미치는 영향으로 옳지 않은 것은? (단, 정상운전 상태를 기준으로 한다)

  1. 점도가 낮을수록 작동유의 누설이 증가한다.
  2. 점도가 낮을수록 운동부의 윤활성이 나빠진다.
  3. 점도가 높을수록 유압 펌프의 동력 손실이 증가한다.
  4. 점도가 높을수록 밸브나 액추에이터의 응답성이 좋아진다.
(정답률: 67%)
  • 정답은 "점도가 높을수록 밸브나 액추에이터의 응답성이 좋아진다." 가 아닙니다.

    - "점도가 낮을수록 작동유의 누설이 증가한다." : 점도가 낮을수록 작동유가 누설하기 쉬워지므로, 시스템의 효율성이 떨어지게 됩니다.
    - "점도가 낮을수록 운동부의 윤활성이 나빠진다." : 점도가 낮을수록 윤활성이 나빠지므로, 운동부의 마모가 더욱 심해지게 됩니다.
    - "점도가 높을수록 유압 펌프의 동력 손실이 증가한다." : 점도가 높을수록 유압 펌프가 작동하기 위해 필요한 동력이 증가하므로, 시스템의 효율성이 떨어지게 됩니다.

    따라서, 점도가 높을수록 밸브나 액추에이터의 응답성이 좋아진다는 것은 옳지 않습니다. 점도가 높을수록 유압 시스템의 반응 속도가 느려지게 되므로, 시스템의 효율성이 떨어지게 됩니다.
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19. 그림과 같이 폭 b, 높이 h인 직사각 단면의 보에 휨모멘트 M이 작용하고 있다. 이 모멘트에 의해 발생되는 최대 휨응력을 σ1, 이 단면을 90° 회전하여 폭 h, 높이 b로 하였을 때 동일한 휨모멘트 M이 작용할 때의 최대 휨응력을 σ2라 한다면 σ21는? (단, 다른 조건은 동일하다)

  1. h/b
  2. b/h
(정답률: 47%)
  • 휨응력은 단면의 모멘트에 비례하므로, 동일한 모멘트 M이 작용할 때 σ1과 σ2는 단면의 모멘트 of inertia와 단면의 면적에 의해 결정된다.

    따라서, σ1과 σ2의 비율은 단면의 모멘트 of inertia와 면적의 비율에 의해 결정된다.

    원래 단면의 모멘트 of inertia는 bh3/12이고, 면적은 bh이다.

    90° 회전한 단면의 모멘트 of inertia는 hb3/12이고, 면적은 hb이다.

    따라서, σ21 = (hb / bh) * (bh3 / hb3) = h/b.

    따라서, 정답은 "h/b"이다.
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20. 금속의 결정 구조에서 결정립에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 피로현상은 결정립계에서의 미끄러짐과 관계있다.
  2. 일반적으로 결정립의 크기는 용융금속이 급속히 응고되면 커지고, 천천히 응고되면 작아진다.
  3. 결정립 자체는 등방성(isotropy)이지만, 다결정체로 된 금속편은 평균적으로 이방성(anisotropy)이 된다.
  4. 결정립이 작을수록 단위 체적당 결정립계의 면적이 넓기 때문에 금속의 강도가 커진다.
(정답률: 55%)
  • 결정립이 작을수록 단위 체적당 결정립계의 면적이 넓어지기 때문에 금속 내부에서 응력이 분산되어 강도가 증가합니다. 즉, 결정립이 작을수록 금속은 더 강하고 내구성이 높아집니다.
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