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

9급 지방직 공무원 기계일반 2016-06-18 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 기계일반
(2016-06-18 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

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: 73%)
  • 고주파 경화법은 고주파 전류로 소재의 표면만을 빠르게 가열한 후 수냉하는 표면경화법으로, 재료 내부의 성질은 유지하면서 표면의 경도와 내마멸성을 강화하는 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: 82%)
  • 압탕구는 응고 수축으로 인해 용탕이 부족해질 때 이를 보충하고 압력을 가함으로써 주물 제품을 치밀하게 만들기 위해 설치하는 요소입니다.
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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: 78%)
  • 파인블랭킹은 압판의 V자 모양 돌기로 소재에 홈을 찍어 강한 압력을 발생시킨 후 펀칭함으로써, 매우 매끈하고 정확한 전단면을 얻을 수 있는 정밀 전단 공정입니다.
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4. 다음 중 소성가공이 아닌 것은?

  1. 인발(drawing)
  2. 호닝(honing)
  3. 압연(rolling)
  4. 압출(extrusion)
(정답률: 93%)
  • 호닝은 정밀 입자를 사용하여 표면을 다듬는 정밀 입자 가공법이며, 소성가공(인발, 압연, 압출 등)과는 성격이 다릅니다.
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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: 82%)
  • 서브머지드 아크 용접(SAW)은 입상 용제(flux) 속에 아크를 숨겨서 발생시키므로 스패터가 적고 용입이 깊은 것이 특징입니다.

    오답 노트
    TIG용접: 비소모성 텅스텐 전극 사용
    MIG용접: 소모성 금속 전극 사용
    일렉트로 슬래그 용접: 슬래그의 저항열 이용 (산화철과 알루미늄 반응열은 테르밋 용접)
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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: 78%)
  • 금속의 결정격자구조에서 면심입방격자(FCC)는 각 꼭짓점에 $1/8$개씩 8개, 각 면의 중심에 $1/2$개씩 6개의 원자가 존재하여 총 4개의 원자를 가집니다.

    오답 노트
    체심입방격자 및 조밀육방격자: 단위 격자당 원자 수는 2개임
    체심입방격자 구조: 각 꼭짓점과 입방체 중심에 원자가 배열됨
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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: 73%)
  • 제시된 이미지 의 설명에 따른 정답은 다음과 같습니다.
    ㉠ 다이캐스팅(die casting): 복잡하고 정밀한 모양의 금형에 용융된 비철금속 합금을 가압 주입하여 만드는 정밀 주조법입니다.
    ㉡ 딥드로잉(deep drawing): 금속판재를 이용하여 이음매 없이 바닥이 있는 원통 및 각통 형태의 용기를 만드는 프레스 가공법입니다.
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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 용접은 진공 상태가 아니더라도 용접이 가능합니다. 다만, 진공도가 높을수록 더 깊은 용입이 가능하다는 특징이 있습니다.
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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.

    오답 노트
    빛의 간섭무늬를 이용해 평면도를 측정하는 것은 광선정반이며, 측정침이 3차원적으로 이동하며 좌표를 검출하는 것은 3차원 측정기, 랙과 피니언 기구로 직선운동을 회전운동으로 변환하는 것은 다이얼 게이지입니다.
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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: 77%)
  • 숏피닝이나 롤러버니싱 공정은 표면에 인장잔류응력이 아닌 압축잔류응력을 발생시켜 피로 강도를 높이고 제품 수명을 향상시키는 공법입니다.
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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 두 축의 중심선을 일치시키기 어려운 경우, 연결 부위에 고무나 가죽 같은 탄성체를 삽입하여 중심선 불일치를 완화하고 진동과 충격을 흡수하는 장치입니다.
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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: 95%)
  • 판 스프링은 강판을 겹쳐 고정한 장치이며, 쇼크 업소버는 주행 중 발생하는 충격과 진동을 흡수하여 승차감을 향상시키는 장치로, 두 장치 모두 자동차의 현가장치 내에서 완충 장치 역할을 수행합니다.
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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: 55%)
  • 배기량이 같다면 2행정 기관은 크랭크축 1회전마다 폭발이 일어나므로, 2회전마다 폭발하는 4행정 기관보다 출력이 큽니다.

    오답 노트
    연료 소비율: 4행정 기관이 2행정 기관보다 작음
    폭발 주기: 4행정은 2회전 시 1회, 2행정은 1회전 시 1회 폭발
    밸브 기구: 4행정은 복잡하고, 2행정은 배기구만으로 구성되어 단순함
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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: 72%)
  • 기어의 간섭을 방지하기 위해서는 압력각을 크게 하여 이뿌리 부분의 간섭을 줄여야 합니다.

    오답 노트
    압력각을 작게 한다: 크게 해야 함
    기어의 잇수를 한계 잇수 이하로 감소시킨다: 한계 잇수 이상으로 증가시켜야 함
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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 전동기구는 구조적 특성상 고속 회전 시 진동과 소음이 크게 발생하므로 고속 회전용으로는 부적합합니다.
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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: 60%)
  • 냉매는 효율적인 열전달과 장치 보호를 위해 응축 압력과 응고 온도가 낮아야 합니다.

    오답 노트
    응축 압력과 응고 온도가 높아야 한다: 낮아야 함
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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 τ2/τ1는? (단, 응력 수정계수는 1로 하고, 다른 조건은 동일하다)

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 16
(정답률: 54%)
  • 원통 코일 스프링의 최대 전단응력은 소재 지름의 세제곱에 반비례합니다. 소재 지름이 $d$에서 $d/2$로 줄어들면 응력은 $2^{3}$배 증가하게 됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{8PDK}{\pi d^{3}}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{2} = \frac{8PDK}{\pi (d/2)^{3}} = 8 \times \frac{8PDK}{\pi d^{3}} = 8\tau_{1}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\tau_{2}}{\tau_{1}} = 8$
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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: 65%)
  • 작동유의 점도가 높아지면 유체의 흐름에 대한 저항이 커지므로, 밸브나 액추에이터의 응답성은 오히려 나빠지게 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 σ2/σ1는? (단, 다른 조건은 동일하다)

  1. h/b
  2. b/h
(정답률: 47%)
  • 보의 최대 휨응력은 단면계수 $Z$에 반비례하며, 직사각형 단면의 단면계수 공식 $Z = \frac{bh^2}{6}$를 이용하여 두 경우의 응력비를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\sigma_2}{\sigma_1} = \frac{M/Z_2}{M/Z_1} = \frac{Z_1}{Z_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\sigma_2}{\sigma_1} = \frac{bh^2/6}{hb^2/6}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\sigma_2}{\sigma_1} = \frac{h}{b}$
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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: 54%)
  • 결정립의 크기가 작을수록 단위 체적당 결정립계의 전체 면적이 넓어지며, 이는 전위의 이동을 방해하여 금속의 강도를 높이는 효과를 가져옵니다.

    오답 노트
    피로현상: 크리프 현상이 결정립계 미끄러짐과 관계있음
    응고 속도: 급속 응고 시 결정립은 작아지고, 천천히 응고 시 커짐
    등방성/이방성: 결정립 자체는 이방성, 다결정체 금속편은 평균적으로 등방성임
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