9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 필기 기출문제복원 (2019-06-15)

9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 2019-06-15 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 서울시 기계일반
(2019-06-15 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. x면에 작용하는 수직응력 σx=100MPa, y면에 작용하는 수직응력 σy=100MPa, x방향의 단면에서 작용하는 y방향 전단응력 τxy=20MPa일 때, 주응력 σ1, σ2의 값[MPa]은?

  1. 120MPa, 80MPa
  2. -100MPa, 300MPa
  3. -300MPa, 500MPa
  4. 220MPa, 180MPa
(정답률: 66%)
  • 두 수직응력이 같을 때 주응력은 수직응력 값에 전단응력을 더하거나 뺀 값으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{1,2} = \frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} \pm \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{1,2} = \frac{100 + 100}{2} \pm \sqrt{(\frac{100 - 100}{2})^2 + 20^2}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_1 = 120, \sigma_2 = 80$
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2. 그림과 같은 단순보(simple beam)에서 중앙 C점에서의 전단력 V와 굽힘모멘트 M의 값은? (단, 보의 자중은 무시한다.)

  1. V=0, M=ω0l2/4
  2. V=0, M=ω0a2/2
  3. V=ω0a, M=ω0a2/4
  4. V=ω0a, M=ω0a2/2
(정답률: 45%)
  • 대칭 하중을 받는 단순보의 중앙점 C에서의 전단력과 굽힘모멘트를 구하는 문제입니다.
    보의 중앙점 C는 대칭축이므로 전단력은 0이 되며, 굽힘모멘트는 지지점의 반력과 하중의 모멘트 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = 0$$
    $$M = R_{A} \times \frac{l}{2} - w_{0} \times a \times (\frac{l}{2} - \frac{a}{2})$$
    ② [숫자 대입]
    $$R_{A} = w_{0} a$$
    $$M = (w_{0} a) \times \frac{l}{2} - w_{0} a \times (\frac{l-a}{2})$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 0, M = w_{0} a^{2} / 2$$
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3. ＜보기＞의 ㈎와 ㈏에 해당하는 것을 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. 항복강도, 극한강도
  2. 극한강도, 항복강도
  3. 항복강도, 탄성한도
  4. 극한강도, 탄성한도
(정답률: 79%)
  • 재료의 강도 특성에 대한 정의 문제입니다.
    재료가 파단되기 전까지 견딜 수 있는 최대 응력은 극한강도를 의미하며, 영구 변형이 시작되는 지점 혹은 특정 영구 변형률(0.05%~0.3%)을 발생시키는 응력은 항복강도를 의미합니다.
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4. 그림과 같이 상태 1에서 상태 2로 변화하는 이상 기체 상태변화의 이름과 상호 관계를 옳게 짝지은 것은?

  1. 등온변화, v1T2=v2T1
  2. 정압변화, v1T2=v2T1
  3. 정압변화, p1T2=p2T1
  4. 정적변화, p1T2=p2T1
(정답률: 67%)
  • 제시된 그래프에서 상태 1에서 2로의 변화는 비체적 $v$가 일정하게 유지되는 수직선 형태이므로 정적변화입니다. 이때 샤를의 법칙에 의해 압력과 온도는 비례 관계를 가지므로 $p_{1}T_{2} = p_{2}T_{1}$ 성립합니다.
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5. 습증기의 건도는 액체와 증기의 혼합물 질량에 대한 포화증기 질량의 비로 나타낸다. 어느 1kg의 습증기의 건도가 0.6일 때, 이 습증기의 엔탈피의 값[kJ/kg]은? (단, 포화액체의 엔탈피는 500kJ/kg이며, 포화증기의 엔탈피는 2,000kJ/kg으로 계산한다.)

  1. 1,200kJ/kg
  2. 1,400kJ/kg
  3. 1,700kJ/kg
  4. 2,300kJ/kg
(정답률: 59%)
  • 습증기의 엔탈피는 포화액체의 엔탈피에 건도와 증발 엔탈피의 곱을 더하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $h = h_{f} + x(h_{g} - h_{f})$
    ② [숫자 대입] $h = 500 + 0.6(2000 - 500)$
    ③ [최종 결과] $h = 1400$
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6. 기압계의 수은 눈금이 750mm이고, 중력 가속도 g=10m/s2인 지점에서 대기압의 값[kPa]은? (단, 수은의 온도는 10℃이고, 이때의 밀도는 10,000kg/m3로 한다.)

  1. 75kPa
  2. 150kPa
  3. 300kPa
  4. 750kPa
(정답률: 53%)
  • 유체 기둥의 높이에 의한 정수압 공식을 사용하여 대기압을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P = \rho g h$
    ② [숫자 대입] $P = 10000 \times 10 \times 0.75$
    ③ [최종 결과] $P = 75$
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7. 아주 매끄러운 원통관에 흐르는 공기가 층류유동일 때, 레이놀드 수(Reynolds number)는 공기의 밀도, 점성계수와 어떤 관계에 있는가?

  1. 공기의 밀도와 점성계수 모두와 반비례 관계를 갖는다.
  2. 공기의 밀도와 점성계수 모두와 비례 관계를 갖는다.
  3. 공기의 밀도에는 반비례하고, 점성계수에는 비례한다.
  4. 공기의 밀도에는 비례하고, 점성계수에는 반비례한다.
(정답률: 63%)
  • 레이놀즈 수는 관성력과 점성력의 비를 나타내는 무차원 수로, 공식상 밀도와 속도, 관경에 비례하고 점성계수에는 반비례하는 관계를 가집니다.
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8. 압력이 600kPa, 비체적이 0.1m3/kg인 유체가 피스톤이 부착된 실린더 내에 들어 있다. 피스톤은 유체의 비체적이 0.4m3/kg이 될 때까지 움직이고, 압력은 일정하게 유지될 때 유체가 한 일의 값[kJ/kg]은? (단, 피스톤이 움직일 때 마찰은 없으며, 이 과정은 등압가역과정이라 가정한다.)

  1. 60kJ/kg
  2. 120kJ/kg
  3. 180kJ/kg
  4. 240kJ/kg
(정답률: 66%)
  • 등압과정에서 유체가 외부에 한 일은 압력과 비체적 변화량의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = P(v_{2} - v_{1})$
    ② [숫자 대입] $W = 600(0.4 - 0.1)$
    ③ [최종 결과] $W = 180$
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9. 아크 용접의 이상 현상 중 용접 전류가 크고 용접 속도가 빠를 때 발생하는 현상으로 가장 옳은 것은?

  1. 오버랩
  2. 스패터
  3. 용입 불량
  4. 언더 컷
(정답률: 67%)
  • 언더 컷(Under cut)은 용접 전류가 너무 높거나 용접 속도가 지나치게 빠를 때, 용융 금속이 충분히 채워지지 않아 모재의 가장자리가 파여 나가는 현상을 말합니다.
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10. ＜보기＞의 설명에 해당하는 용접 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 업셋 용접(upset welding)
  2. 프로젝션 용접(projection welding)
  3. 스터드 용접(stud welding)
  4. 시임 용접(seam welding)
(정답률: 55%)
  • 원판 모양의 전극을 회전시키며 연속적으로 저항 용접을 수행하여 기밀성과 수밀성이 필요한 관이나 용기 제작에 사용되는 방법은 시임 용접(seam welding)입니다.
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11. 선반(lathe)으로 직경 50mm, 길이 200mm인 재료를 200rpm으로 가공했을 때, 주분력이 400N이었다. 이때의 절삭동력의 값[kW]은? (단, 1kW=1kN·m/s이고, 원주율 π=3으로 간주한다.)

  1. 0.2kW
  2. 0.4kW
  3. 0.6kW
  4. 0.8kW
(정답률: 45%)
  • 절삭동력은 주분력과 절삭속도의 곱으로 계산합니다. 먼저 직경과 회전수를 이용해 절삭속도를 구한 뒤 동력 공식에 대입합니다.
    ① [기본 공식] $P = F \times V = F \times (\pi D N)$
    ② [숫자 대입] $P = 400 \times (3 \times 0.05 \times \frac{200}{60})$
    ③ [최종 결과] $P = 200\text{ W} = 0.2\text{ kW}$
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12. 소성가공에서 직접(전방)압출과 간접(후방)압출을 구분하는 기준에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 램(ram)의 진행방향과 제품의 진행방향에 따라 구분한다.
  2. 램(ram)과 컨테이너(container) 사이의 마찰에 따라 구분한다.
  3. 압출 다이(die)의 전후 위치에 따라 구분한다.
  4. 압출 다이(die)와 컨테이너(container)의 접촉 상태에 따라 구분한다.
(정답률: 66%)
  • 압출 가공에서 직접 압출은 램의 진행 방향과 제품의 압출 방향이 동일하고, 간접 압출은 램의 진행 방향과 제품의 압출 방향이 서로 반대인 특성을 가집니다. 따라서 램(ram)의 진행방향과 제품의 진행방향이 구분 기준이 됩니다.
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13. 보통선반의 구조에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 주축대: 공작물을 고정하며 회전시키는 장치
  2. 왕복대:주축에서 운동을 전달 받아 이송축까지 전달하는 장치
  3. 심압대: 공작물의 한 쪽 끝을 센터로 지지하는 장치
  4. 베드: 선반의 주요 부분을 얹는 부분
(정답률: 60%)
  • 보통선반의 각 구성 요소별 기능에 대한 문제입니다.
    왕복대는 공구대를 지지하며 가공 방향으로 이송시키는 장치입니다. 주축의 운동을 이송축까지 전달하는 장치는 이송 장치(피드 기어 등)의 역할입니다.
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14. 원통 용기 소재를 1차 드로잉률이 0.6, 재드로잉률이 0.8이 되도록 드로잉(drawing)을 실시하여 지름이 24mm인 원통 용기를 제작하였다. 처음 소재의 지름의 값[mm]은?

  1. 30mm
  2. 40mm
  3. 50mm
  4. 60mm
(정답률: 48%)
  • 최종 지름은 초기 지름에 1차 드로잉률과 재드로잉률을 순차적으로 곱하여 결정됩니다. 초기 지름을 구하기 위해서는 최종 지름을 각 드로잉률로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $D = \frac{d}{r_1 \times r_2}$
    ② [숫자 대입] $D = \frac{24}{0.6 \times 0.8}$
    ③ [최종 결과] $D = 50$ mm
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15. ＜보기＞에서 설명한 특징을 모두 만족하는 입자가공 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 호닝(honing)
  2. 전해 연마(electrolytic polishing)
  3. 버핑(buffing)
  4. 숏 피닝(shot peening)
(정답률: 83%)
  • 원통 내면의 다듬질 가공을 위해 회전 운동과 축 방향의 왕복 운동을 동시에 수행하며, 여러 개의 숫돌을 압력으로 밀착시켜 가공하는 방법은 호닝(honing)의 특징입니다.
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16. ＜보기＞에서 구성인선(BUE : Built-Up Edge)을 억제하는 방법에 해당하는 것을 옳게 짝지은 것은?

  1. ㄴ, ㄹ, ㅁ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄹ, ㅂ
  4. ㄷ, ㄹ, ㅁ
(정답률: 67%)
  • 구성인선(BUE)은 공구 끝단에 칩이 달라붙어 생기는 현상으로, 이를 억제하기 위해서는 절삭 온도를 낮추고 마찰을 줄이며 칩의 배출을 원활하게 해야 합니다.
    절삭속도를 빠르게 한다, 칩과 공구 경사면상의 마찰을 작게 한다, 절삭유제를 사용하는 방법이 이에 해당합니다.
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17. 펌프 내 발생하는 공동현상을 방지하기 위한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 펌프의 설치 위치를 낮춘다.
  2. 펌프의 회전수를 증가시킨다.
  3. 단흡입 펌프를 양흡입 펌프로 만든다.
  4. 흡입관의 직경을 크게 한다.
(정답률: 78%)
  • 공동현상(캐비테이션)을 방지하려면 흡입 압력을 높이고 유속을 낮추어 유체의 압력이 포화증기압보다 낮아지지 않게 해야 합니다.
    따라서 펌프의 회전수를 증가시키면 흡입 속도가 빨라져 공동현상이 발생하기 쉬우므로 회전수를 낮추어야 합니다.

    오답 노트
    펌프의 설치 위치를 낮춘다: 흡입 양정을 줄여 압력 저하 방지
    단흡입 펌프를 양흡입 펌프로 만든다: 흡입 유량을 분산시켜 속도 감소
    흡입관의 직경을 크게 한다: 유속을 낮추어 압력 손실 감소
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18. 유량이 0.5m3/s이고 유효낙차가 5m일 때 수차에 작용할 수 있는 최대동력에 가장 가까운 값[PS]은? (단, 유체의 비중량은 1,000kgf/m3이다.)

  1. 15PS
  2. 24.7PS
  3. 33.3PS
  4. 40PS
(정답률: 58%)
  • 수차의 최대 동력은 유체의 비중량, 유효낙차, 유량을 곱한 값을 상수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{\gamma h Q}{750}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{1000 \times 5 \times 0.5}{750}$
    ③ [최종 결과] $P = 33.3$ PS
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19. 기하공차의 종류와 그 기호가 바르게 연결되지 않은 것은?

  1. 진원도,
  2. 원통도,
  3. 동심도,
  4. 온흔들림,
(정답률: 84%)
  • 기하공차 기호의 매칭 문제입니다.
    기호는 위치도를 나타내는 기호입니다. 진원도를 나타내는 기호는 원형($\bigcirc$)입니다.
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20. ＜보기＞에서 가는 2점 쇄선이 사용되는 경우에 해당 하는 것을 옳게 짝지은 것은?

  1. ㄴ, ㄷ, ㅁ
  2. ㄱ, ㄷ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄴ, ㅁ
  4. ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 44%)
  • 도면에서 가는 2점 쇄선의 용도를 묻는 문제입니다.
    가는 2점 쇄선은 가상선으로서 도시된 단면의 앞쪽에 있는 부분, 인접 부분의 참고 표시, 가공 전 또는 가공 후의 모양을 나타낼 때 사용합니다.

    오답 노트
    대상물의 일부를 파단한 경계나 평면 표시: 파단선 또는 실선을 사용합니다.
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