9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 필기 기출문제복원 (2015-06-13)

9급 지방직 공무원 서울시 기계일반
(2015-06-13 기출문제)

목록

1. 주조에서 주입된 쇳물이 주형 속에서 냉각될 때 응고 수축에 따른 부피 감소를 막기 위해 쇳물을 계속 보급하는 기능을 하는 장치는 어느 것인가?

  1. 압탕
  2. 탕구
  3. 주물
  4. 조형기
(정답률: 86%)
  • 압탕은 주조 과정에서 쇳물이 주형 속에서 냉각되면서 응고 수축에 따른 부피 감소를 막기 위해 쇳물을 계속 보급하는 기능을 합니다. 이는 쇳물이 냉각되면서 응고 수축으로 인해 부피가 감소하게 되는데, 이를 막기 위해 압탕이 쇳물을 계속 보급하여 부피 감소를 막아줍니다. 따라서 압탕이 주입된 쇳물을 계속 보급하는 기능을 하므로 정답은 "압탕"입니다.
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2. 다음에서 절삭비(cutting ratio)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주분력/이송분력
  2. 절삭깊이/칩의 두께
  3. 공구수명/절삭속도
  4. 이송속도/가공물의 경도
(정답률: 84%)
  • 절삭비는 절삭깊이와 칩의 두께의 비율을 나타내는 값으로, 이는 절삭공구가 가공물에 절삭력을 가해 칩을 제거하는 능력을 나타내는 지표입니다. 따라서 절삭비가 높을수록 공구의 절삭능력이 높아지며, 이는 가공물의 가공속도와 효율성에 영향을 미칩니다. 따라서 절삭비는 "절삭깊이/칩의 두께"로 계산됩니다.
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3. 테일러의 공구수명방정식은 절삭속도(V)와 공구수명(T)과의 관계식이다. 이 관계식으로 옳은 것은? (단, n과 C는 상수)

  1. VnT=C
  2. VT=Cn
  3. VTn=C
  4. VT/n=C
(정답률: 97%)
  • 테일러의 공구수명방정식은 VTn=C이다. 이 식에서 V는 절삭속도, T는 공구수명, n과 C는 상수이다. 이 식은 절삭속도와 공구수명이 서로 역수의 거듭제곱 관계에 있다는 것을 나타낸다. 즉, 절삭속도가 증가하면 공구수명은 감소하고, 공구수명이 증가하면 절삭속도는 감소한다는 것을 의미한다. 이는 공구의 마모와 관련된 식으로, 공구를 사용할 때 절삭속도와 공구수명을 적절히 조절하여 공구의 수명을 연장시키는 것이 중요하다는 것을 알려준다.
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4. 베어링에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 베어링과 만나는 축부분을 저널이라고 한다.
  2. 미끄럼 베어링은 표준화가 되어 있어 구름 베어링보다 호환성이 좋다.
  3. 미끄럼 베어링은 공진속도를 지나 운전할 수 있다.
  4. 구름 베어링은 전동체의 형상에 따라 볼 베어링과 롤러 베어링으로 나눌 수 있다.
(정답률: 90%)
  • 미끄럼 베어링은 공진속도를 지나 운전할 수 있다는 설명이 옳지 않습니다. 공진속도란 구조물이나 시스템이 고유진동수를 갖고 있을 때, 외부에서 가해지는 힘이 고유진동수와 일치할 때 큰 진동이 발생하는 현상을 말합니다. 따라서 공진속도를 지나 운전할 수 있다는 것은 베어링의 성능에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 옳지 않은 설명입니다.
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5. 연한숫돌을 공작물에 압착하여 축방향으로 작은 진동을 주어 표면을 정밀하게 가공하는 기계는 어느 것인가?

  1. 호닝머신(honing machine)
  2. 래핑머신(lapping machine)
  3. 센터리스 연삭기(centerless grinding machine)
  4. 슈퍼피니싱 머신(super finishing machine)
(정답률: 98%)
  • 슈퍼피니싱 머신은 연한숫돌을 이용하여 표면을 정밀하게 가공하는 기계입니다. 다른 보기인 호닝머신, 래핑머신, 센터리스 연삭기는 각각 다른 가공 방법을 사용하며, 슈퍼피니싱 머신과는 차이가 있습니다. 따라서, 슈퍼피니싱 머신이 정답입니다.
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6. 강판 또는 형강을 영구적으로 접합하는 데 사용하는 체결 기계 요소인 리벳의 코킹(caulking)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 강도유지를 위해 가스켓을 끼우는 리벳작업이다.
  2. 보통 리벳이음의 바깥쪽에만 적용하지만, 필요시 안쪽 리벳머리에도 한다.
  3. 코킹할 때 판재의 각도는 75~85°로 경사지게 한다.
  4. 강판의 두께가 5mm 이하인 경우에는 적용하지 않는다.
(정답률: 72%)
  • "강도유지를 위해 가스켓을 끼우는 리벳작업이다."가 옳지 않은 설명입니다. 리벳은 강판 또는 형강을 영구적으로 접합하는데 사용되며, 코킹은 리벳을 밀봉하는 작업입니다. 가스켓은 밀봉을 위해 사용되는 부품 중 하나이지만, 리벳 작업과 직접적인 연관성은 없습니다.
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7. 재료의 절삭성(machinability)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 일반적으로 철강의 탄소함유량이 증가하면 절삭성이 향상된다.
  2. 일반적으로 열경화성 플라스틱의 절삭성은 온도구배에 둔감하다.
  3. 일반적으로 철강은 냉간가공을 하면 절삭성이 저하된다.
  4. 일반적으로 철강에 황이 첨가되면 절삭성이 향상된다.
(정답률: 58%)
  • 일반적으로 철강에 황이 첨가되면 절삭성이 향상된다. 이는 황이 철과 결합하여 불순물을 제거하고, 입자 크기를 작게 만들어서 절삭성을 향상시키기 때문이다.
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8. 사각 단면 2m×2m의 물체에 압축하중을 가하였을 때, 축(세로)방향 변형률이 0.005이면 단면적 증가량은 얼마인가? (단, 이 물체의 푸아송 비(Poisson's ratio)는 0.5이다.)

  1. 0.01m2
  2. 0.02m2
  3. 0.1m2
  4. 0.2m2
(정답률: 73%)
  • 푸아송 비가 0.5이므로 축 방향 변형률과 반대 방향인 면적 변형률은 동일하다. 따라서 면적 변형률도 0.005이다. 이때, 면적 변형률은 변형된 면적에서 원래 면적을 뺀 값의 비율이므로,

    면적 변형률 = (변형된 면적 - 원래 면적) / 원래 면적 = x / 4

    여기서 x는 면적 증가량을 의미한다. 따라서,

    0.005 = x / 4

    x = 0.02

    즉, 단면적 증가량은 0.02m2이다.
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9. 기계요소의 표면은 견고하게 하여 내마멸성이 크고, 내부는 강인하여 내충격성이 우수한 두 가지의 요구를 충족시킬 수 있는 기계재료의 표면 경화에 대한 설명이다. 다음 중 옳지 않은 것은?

  1. 금속재료의 표면에 Φ1.0mm 이하 작은 강철 입자를 약 40~50m/s 속도로 분사시키는 숏피닝(shot peening)은 표면층의 경도를 증가시킨다.
  2. 강의 표면을 크로마이징할 때, 확산제로는 금속 Si 55%, TiO2 45%의 분말 혼합물을 사용한다.
  3. 화염 경화의 깊이는 일반적으로 단면의 두께 및 용도에 따라 1.5~6mm까지 가능하여, 기계부품의 국부 경화에 이용된다.
  4. 강의 표면에 아연분말을 확산시켜 경화층을 형성하는 세라다이징(sheradizing)은 내식성 및 특히 담수에 의한 방청성이 우수하다.
(정답률: 73%)
  • "강의 표면을 크로마이징할 때, 확산제로는 금속 Si 55%, TiO2 45%의 분말 혼합물을 사용한다." 이유는 설명되어 있지 않으므로 옳고 그름을 판단할 수 없습니다.
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10. 다음 중 유체의 점성(또는 점성계수)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 점성의 단위는 kg/(m⋅s) 등이 있다.
  2. 점성의 측정을 통해 뉴턴유체와 비뉴턴유체의 구분이 가능하다.
  3. 온도가 내려갈수록 유체의 점성은 커진다.
  4. 윤활유의 점성이 작을 경우 마모가 쉽게 일어난다.
(정답률: 42%)
  • 온도가 내려갈수록 유체의 점성은 커진다는 설명이 옳은 것은 아니다. 온도에 따라 유체의 점성은 달라질 수 있지만, 일반적으로는 온도가 높을수록 유체의 점성이 낮아지는 경향이 있다. 이는 분자의 열운동이 증가하여 분자 간 거리가 멀어지고, 유체의 점성이 감소하기 때문이다.

    따라서, 옳지 않은 설명은 "온도가 내려갈수록 유체의 점성은 커진다." 이다.
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11. 다음 중 정극성과 역극성이 존재하며, 둘 중 한 극성을 선택하여 작업할 수 있는 용접은 어느 것인가?

  1. 직류 아크 용접
  2. 산소 - 아세틸렌 가스 용접
  3. 테르밋(thermit) 용접
  4. 레이저빔(laser-beam) 용접
(정답률: 95%)
  • 정극성과 역극성이 존재하며, 둘 중 한 극성을 선택하여 작업할 수 있는 용접은 직류 아크 용접입니다. 이는 직류 아크 용접에서는 전극과 작업물 사이에 전류가 일정한 방향으로 흐르기 때문에 정극성과 역극성을 선택할 수 있습니다. 반면에 산소-아세틸렌 가스 용접, 테르밋 용접, 레이저빔 용접은 정극성과 역극성을 선택할 수 없습니다.
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12. 유체기계를 운전할 때, 유체의 흐름상태가 층류인지 난류인지를 판정하는 척도가 되는 무차원 수인 레이놀즈수(Reynolds number)의 정의에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 관성력과 표면장력의 비
  2. 관성력과 탄성력의 비
  3. 관성력과 점성력의 비
  4. 관성력과 압축력의 비
(정답률: 74%)
  • 레이놀즈수는 유체의 관성력과 점성력의 비를 나타내는 무차원 수입니다. 즉, 유체 내부의 분자 간 마찰력이 유체의 운동에 미치는 영향을 나타내는 수치입니다. 이 수치가 작을수록 유체의 흐름은 정상적인 층류 형태를 띄며, 클수록 난류 형태를 띄게 됩니다. 따라서 유체기계를 운전할 때, 레이놀즈수를 고려하여 적절한 조작이 필요합니다.
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13. 지름이 42mm, 표점거리 200mm의 둥근 연강재료 막대를 인장 시험한 결과 표점거리가 240mm로 되었다면 연신율은 몇 %인가?

  1. 20%
  2. 25%
  3. 30%
  4. 40%
(정답률: 86%)
  • 연신율은 (원래 길이와 늘어난 길이의 차이) / 원래 길이 x 100 으로 계산됩니다. 이 문제에서는 원래 길이가 200mm이고 늘어난 길이가 240mm이므로, (240-200)/200 x 100 = 20%가 됩니다. 따라서 정답은 "20%"입니다.
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14. 다음 중 융점이 높아 내열금속으로 사용되기에 적합하지 않은 금속은 어느 것인가?

  1. 몰리브덴
  2. 탄탈
  3. 텅스텐
  4. 아연
(정답률: 55%)
  • 아연은 융점이 낮아 내열성이 떨어지기 때문에 내열금속으로 사용되기에 적합하지 않습니다.
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15. 주조, 단조, 리벳이음 등을 대신하는 금속적 결합법에 속하는 테르밋 용접(thermit welding)에 대한 설명이다. 다음 내용 중 옳지 않은 것은?

  1. 산화철과 알루미늄 분말의 반응열을 이용한 것이다.
  2. 용접 접합강도가 높다.
  3. 용접 변형이 적다.
  4. 주조용접과 가압용접으로 구분된다.
(정답률: 58%)
  • 용접 접합강도가 높다는 이유는 테르밋 용접이 금속을 녹여 결합시키는 과정에서 금속의 결함이나 불순물이 제거되기 때문입니다. 또한, 용접 부위의 열처리가 필요하지 않아 용접 변형이 적고, 주조용접과 가압용접으로 구분됩니다. 따라서, 옳지 않은 것은 "용접 접합강도가 높다."가 아닌 다른 보기입니다.
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16. 다음 중 구멍기준 끼워맞춤에서 가장 억지 끼워맞춤은 어느 것인가?

  1. H6g5
  2. H6n6
  3. H6js6
  4. H6k5
(정답률: 75%)
  • 가장 억지 끼워맞춤은 "H6n6"입니다. 이는 H열 6행에 위치한 구멍에 N열 6행의 부품을 끼워맞추는 것으로, 열이 다르기 때문에 부품이 맞지 않을 가능성이 높습니다. 나머지 보기들은 모두 같은 열에 위치한 구멍에 끼워맞추는 것이기 때문에 더욱 적절한 끼워맞춤이 될 수 있습니다.
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17. 보의 길이가 ℓ인 양단 고정보의 중앙에 집중하중 W가 작용할 때, 양단 고정보의 중앙점에서의 굽힘 모멘트로 옳은 것은?

  1. Wℓ/2
  2. Wℓ/4
  3. Wℓ/8
  4. Wℓ/16
(정답률: 60%)
  • 양단 고정보의 중앙에 작용하는 집중하중 W는 보의 중앙에서 반대 방향으로 ℓ/2 만큼 떨어져 있습니다. 이 때, 보의 중앙에서의 굽힘 모멘트는 W × ℓ/2이며, 이를 보의 양 끝에서의 굽힘 모멘트로 변환하면, 보의 양 끝에서 중앙으로 ℓ/2만큼 떨어져 있는 지점에서의 굽힘 모멘트는 W × ℓ/8이 됩니다. 따라서, 정답은 "Wℓ/8"입니다.
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18. 금속은 파괴되지 않고 변형되는 성질이 있는데, 이 성질을 이용하여 가공하는 방법인 소성가공에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 단조, 압연, 인발, 연삭은 소성가공에 속한다.
  2. 소성가공은 변태점온도에 따라 냉간가공과 열간가공으로 구분된다.
  3. 가공경화는 재료를 변형시키는 데 변형저항이 감소하는 현상을 말한다.
  4. 소성가공에 이용되는 성질은 가단성과 연성이다.
(정답률: 57%)
  • 금속의 가단성은 파괴되지 않고 변형될 수 있는 성질이며, 연성은 금속이 끌어당겨져 늘어나는 성질입니다. 이러한 성질을 이용하여 소성가공을 할 수 있습니다. 따라서 "소성가공에 이용되는 성질은 가단성과 연성이다."가 옳은 설명입니다.
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19. 철강의 열처리와 표면처리에 대한 설명 중 옳은 것으로만 묶인 것은?

  1. ㈎, ㈐
  2. ㈎, ㈑
  3. ㈏, ㈐
  4. ㈏, ㈑
(정답률: 85%)
  • 철강의 열처리는 강도와 경도를 높이기 위해, 표면처리는 내식성, 내부식성, 미관 등을 개선하기 위해 이루어진다. 이 중에서도 열처리는 강의 물성을 바꾸는 과정이므로 열처리 후에는 다시 원래의 상태로 되돌릴 수 없다. 따라서 열처리 전에는 정확한 조건을 설정하고, 열처리 후에는 검사를 통해 품질을 확인해야 한다. 반면에 표면처리는 강의 표면을 바꾸는 과정이므로, 필요에 따라 다시 처리할 수 있다. 따라서 열처리와 표면처리의 특성이 다르기 때문에, 정답은 "㈏, ㈑"이다.
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20. 아래 그림과 같은 분포하중을 가지고 있는 외팔보(cantilever beam)의 고정지지점 O에서의 모멘트의 크기를 구하시오. (단, =2m, 등분포하중 w1=2kN/m, =2m, 등분포하중 w2=1kN/m이다.)

  1. 10kN⋅m
  2. 12kN⋅m
  3. 14kN⋅m
  4. 16kN⋅m
(정답률: 64%)
  • 고정지지점 O에서의 모멘트를 구하기 위해서는 왼쪽 반구간과 오른쪽 반구간에서의 모멘트를 각각 구한 후 더해주면 된다.

    왼쪽 반구간에서의 모멘트 M1은 다음과 같다.

    M1 = ∫02 (2x - x2) dx × 2 = 4/3 kN⋅m

    오른쪽 반구간에서의 모멘트 M2은 다음과 같다.

    M2 = ∫24 (4 - x) dx × 1 = 6 kN⋅m

    따라서, 고정지지점 O에서의 모멘트 M은 다음과 같다.

    M = M1 + M2 = 4/3 kN⋅m + 6 kN⋅m = 14 kN⋅m

    따라서, 정답은 "14kN⋅m"이다.
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