9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 필기 기출문제복원 (2020-06-13)

9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 2020-06-13 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 서울시 기계일반
(2020-06-13 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. 기계제도의 정투상법에서 사용되는 제3각법과 제1각법의 설명 중 가장 옳은 것은?

  1. 제3각법에서는 정면도의 오른쪽에 우측면도가 위치한다.
  2. 제3각법에서는 정면도 기준으로 우측면도와 배면도를 위주로 그린다.
  3. 우리나라에서는 대부분의 회사에서 제1각법을 채택하고 있다.
  4. 제1각법에서는 평면도가 정면도의 위에 배치된다.
(정답률: 72%)
  • 제3각법은 정면도를 기준으로 우측면도는 오른쪽, 평면도는 위에 배치하는 투상법입니다.

    오답 노트
    제3각법 위주 구성: 우측면도와 평면도를 위주로 그림
    국내 표준: 대부분의 회사에서 제3각법을 채택함
    제1각법 배치: 평면도가 정면도의 아래에 배치됨
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2. 체인 전동의 특징에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 속비가 일정하며 미끄럼이 없다.
  2. 유지 및 수리가 어렵고 체인의 길이조절이 불가능하다.
  3. 체인의 탄성에 의해 외부 충격을 어느 정도 흡수할 수 있다.
  4. 초기 장력이 필요가 없어 작용 베어링에 예압이 거의 없다.
(정답률: 85%)
  • 체인 전동은 구조적으로 유지 및 수리가 용이하며, 링크의 수를 조절함으로써 체인의 길이를 자유롭게 조절할 수 있는 특징이 있습니다.
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3. 강구(steel ball)를 일정한 하중으로 시험편 표면에 압입하여 재료의 경도를 시험하는 방법은?

  1. 쇼어(Shore) 경도 시험
  2. 비커스(Vikers) 경도 시험
  3. 침투탐상법(penetrant inspection)
  4. 브리넬(Brinell) 경도 시험
(정답률: 86%)
  • 브리넬(Brinell) 경도 시험은 강구(steel ball)를 압입자로 사용하여 재료 표면에 압입한 후, 생성된 오목자국의 표면적을 측정하여 경도를 계산하는 방식입니다.
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4. 유압펌프에서 공동현상(cavitation)을 방지하는 방법으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 펌프 설치 높이를 가능한 한 낮춤
  2. 두 대 이상의 펌프를 사용
  3. 저항을 작게 하여 손실 수두를 줄임
  4. 펌프의 회전수를 높임
(정답률: 77%)
  • 공동현상은 펌프 흡입측의 압력이 액체의 포화증기압보다 낮아져 기포가 발생하는 현상입니다. 이를 방지하려면 흡입 압력을 높여야 하므로 펌프의 회전수를 낮추어야 합니다.

    오답 노트
    펌프 설치 높이를 낮춤: 흡입 양정을 줄여 압력 저하 방지
    저항을 작게 함: 손실 수두를 줄여 유효 흡입 압력 증가
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5. 주조에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 목형을 제작할 때 목형의 치수는 주물의 치수보다 커야 한다.
  2. 주입구(gate)는 탕도에서 직접 쇳물이 흘러들어가는 부분이다.
  3. 셀몰드법(shell mold process)은 주로 대형 주조에 유리하다.
  4. 다이캐스팅법(die casting process)은 금형이 정밀하고 용융점이 낮은 금속에 적합하다.
(정답률: 66%)
  • 셀몰드법(shell mold process)은 얇은 껍질 모양의 주형을 사용하여 정밀도가 높고 중소형 제품 생산에 유리한 방식이며, 대형 주조에는 적합하지 않습니다.

    오답 노트
    목형 치수: 수축률과 가공 여유를 고려해 주물보다 크게 제작함
    주입구: 탕도에서 쇳물이 주형 내부로 들어가는 입구
    다이캐스팅: 정밀 금형을 사용하며 알루미늄, 아연 등 융점이 낮은 금속에 적합
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6. 2중나사(2줄나사)에서 나사를 25mm 전진시키는 데 2.5회전을 요한다면 이 나사의 피치(pitch)는?

  1. 5mm
  2. 10mm
  3. 15mm
  4. 20mm
(정답률: 79%)
  • 나사의 리드(1회전 시 전진 거리)를 먼저 구한 뒤, 리드를 줄 수로 나누어 피치를 계산합니다.
    $$\text{피치} = \frac{\text{리드}}{\text{줄 수}}$$
    $$p = \frac{25 / 2.5}{2}$$
    $$p = 5\text{mm}$$
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7. 기어의 피치원 지름이 20mm이고 잇수가 10개일 때, 이의 크기를 나타내는 모듈의 값은?

  1. 0. 4
  2. 0.5
  3. 2
  4. 4
(정답률: 91%)
  • 기어의 모듈은 피치원 지름을 잇수로 나눈 값으로 정의합니다.
    $$\text{모듈} = \frac{\text{피치원 지름}}{\text{잇수}}$$
    $$m = \frac{20}{10}$$
    $$m = 2$$
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8. 티타늄(titanium)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 녹는점이 낮아 고온보다 저온에서 작동하는 기계 구조에만 사용된다.
  2. 생체 친화도가 높아 치아 임플란트(implant)에 사용된다.
  3. 비중에 비해 강도가 높다.
  4. 내식성이 우수하여 화학공업용 재료에 사용된다.
(정답률: 80%)
  • 티타늄은 녹는점이 약 $1675^{\circ}C$로 매우 높은 금속입니다. 따라서 녹는점이 낮아 저온 구조에만 사용된다는 설명은 틀린 내용입니다.

    오답 노트
    생체 친화도 높음: 임플란트 활용
    비강도 우수: 비중 대비 강도가 높음
    내식성 우수: 화학공업 재료로 적합
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9. CNC공작기계의 서보기구를 제어하는 방식과 그에 대한 설명을 옳게 짝지은 것은?

  1. (가)-A, (나)-B, (다)-C
  2. (가)-B, (나)-C, (다)-A
  3. (가)-C, (나)-A, (다)-B
  4. (가)-A, (나)-C, (다)-B
(정답률: 58%)
  • CNC 서보기구의 제어 방식별 특징을 연결하는 문제입니다.
    개방회로 제어방식은 검출기나 피드백 회로가 없어 구성이 간단하지만 구동계 정밀도에 직접 영향을 받습니다.
    반폐쇄회로 제어방식은 물리량을 직접 검출하지 않고 다른 물리량의 관계(예: 축의 회전각)로부터 검출하며 정밀 구동계에 사용됩니다.
    폐쇄회로 제어방식은 위치를 직접 검출하여 편차를 피드백하며, 초정밀 공작기계에 사용됩니다.
    따라서 의 (가)-A, (나)-B, (다)-C 연결이 정답입니다.
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10. ＜보기＞의 유압기기 기호에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 일부분에서의 압력(2차측)을 주회로 압력(1차측)보다 낮은 설정값으로 유지할 목적으로 사용하는 밸브
  2. 미리 설정한 압력으로 유지할 목적으로 사용하는 밸브
  3. 여러 액추에이터 사이의 작동순서를 자동으로 제어하는 밸브
  4. 유량을 설정한 값으로 제어하는 밸브
(정답률: 52%)
  • 제시된 기호 는 직동형 릴리프 밸브입니다. 릴리프 밸브는 회로 내의 최고 압력을 제한하여 미리 설정한 압력으로 유지함으로써 시스템을 보호하는 목적으로 사용합니다.
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11. 용접의 종류 중 융접에 해당하지 않는 것은?

  1. 저항용접
  2. 가스용접
  3. 아크용접
  4. 플라즈마용접
(정답률: 75%)
  • 융접은 모재를 녹여 접합하는 방식입니다. 저항용접은 열과 압력을 동시에 가하여 접합하는 압접법에 해당하므로 융접이 아닙니다.
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12. 가공 재료의 표면을 다듬는 입자가공에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 래핑(lapping)은 랩(lap)과 가공물 사이에 미세한 분말상태의 랩제를 넣고 이들 사이에 상대운동을 시켜 매끄러운 표면을 얻는 방법이다.
  2. 호닝(honing)은 주로 원통내면을 대상으로 한 정밀 다듬질 가공으로 공구를 축 방향의 왕복운동과 회전운동을 동시에 시키며 미소량을 연삭하여 치수 정밀도를 얻는 방법이다.
  3. 배럴가공(barrel finishing)은 회전 또는 진동하는 다각형의 상자 속에 공작물과 연마제 및 가공액 등을 넣고 서로 충돌시켜 매끈한 가공면을 얻는 방법이다.
  4. 숏피닝(shot peening)은 정밀 다듬질된 공작물 위에 미세한 숫돌을 접촉시키고 공작물을 회전시키면서 축 방향으로 진동을 주어 치수 정밀도가 높은 표면을 얻는 방법이다.
(정답률: 85%)
  • 숏피닝은 작은 금속 구슬(shot)을 고속으로 투사하여 표면에 압축 잔류 응력을 부여하는 가공법입니다. 정밀 다듬질된 공작물 위에 미세한 숫돌을 접촉시키고 회전 및 진동을 주어 치수 정밀도를 높이는 방법은 슈퍼피니싱(super finishing)에 대한 설명입니다.
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13. “응력-변형률 선도”의 비례한도(proportional limit) 내에서는 응력과 변형률 사이에 후크의 법칙(Hooke’s law)이 성립한다. 즉 σ=Eε가 된다. 이때, “E”에 해당하는 것으로 가장 옳은 것은?

  1. 탄성한도
  2. 공칭응력
  3. 종탄성계수
  4. 진응력
(정답률: 72%)
  • 후크의 법칙 $\sigma = E\epsilon$에서 응력 $\sigma$와 변형률 $\epsilon$의 비례 상수를 의미하는 $E$는 재료의 강성을 나타내는 종탄성계수입니다.
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14. 길이의 변화를 나사의 회전각과 지름에 의해 확대하고 확대된 길이에 눈금을 붙여 미소의 길이변화를 읽도록 한 측정기기는?

  1. 버니어 캘리퍼스(vernier calipers)
  2. 마이크로미터(micrometer)
  3. 하이트 게이지(height gauge)
  4. 한계 게이지(limit gauge)
(정답률: 78%)
  • 나사의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 미세한 길이 변화를 확대해 읽을 수 있도록 설계된 정밀 측정기기는 마이크로미터(micrometer)입니다.
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15. ＜보기＞에서 설명하는 것으로 가장 옳은 것은?

  1. 어닐링(annealing)
  2. 노멀라이징(normalizing)
  3. 템퍼링(tempering)
  4. 세라다이징(sheradizing)
(정답률: 74%)
  • 담금질로 인해 생긴 취약하고 불안정한 조직을 변태 또는 석출시켜 안정화하고, 잔류 응력을 제거하여 인성을 부여하는 열처리 방법은 템퍼링(tempering)입니다.

    오답 노트
    어닐링: 완전 풀림으로 내부 응력 제거 및 연화
    노멀라이징: 표준화하여 결정립 미세화 및 조직 균일화
    세라다이징: 아연 분말을 이용한 확산 침탄 표면 경화
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16. 연화한 열가소성수지 튜브 내에 압축공기를 불어 넣고 금형의 안쪽에서 팽창시켜 각종 플라스틱용기를 성형하는 공정으로 가장 옳은 것은?

  1. 압출성형
  2. 블로우성형
  3. 열성형
  4. 회전성형
(정답률: 89%)
  • 연화된 플라스틱 튜브 내부에 압축공기를 불어넣어 금형 벽면에 밀착시켜 용기를 만드는 방식은 블로우성형의 핵심 원리입니다.
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17. ＜보기＞와 같이 길이 l인 단순보에 집중하중 P가 보의 중앙에 작용하고 있을 때의 최대 처짐량을 δc라고 하면, 집중하중 P의 작용점을 a=3/4l, b=l/4로 이동하였을 때의 최대 처짐량은 δc의 몇 배가 되는가? (단, 보의 자중은 무시한다.)

  1. 3/4
  2. 9/16
  3. 4/3
  4. 16/9
(정답률: 59%)
  • 단순보의 중앙에 하중이 작용할 때의 최대 처짐량 $\delta_c$와 하중 위치가 $a, b$로 나뉘었을 때의 최대 처짐량 공식을 비교하여 비율을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\delta_{max} = \frac{Pb(l^2 - b^2)^{3/2}}{9\sqrt{3}EIl}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\delta_{new}}{\delta_c} = \frac{\frac{P(l/4)(l^2 - (l/4)^2)^{3/2}}{9\sqrt{3}EIl}}{\frac{Pl^3}{48EI}} = \frac{(l/4)(15l^2/16)^{3/2}}{9\sqrt{3}l} \times \frac{48}{l^2} = \frac{15\sqrt{15}}{64 \times 9\sqrt{3}} \times 48 = \frac{15\sqrt{5}}{64 \times 9} \times 48 = \frac{5\sqrt{5}}{12}$
    ※ 실제 단순보의 최대처짐 공식 $\delta = \frac{Pb(l^2-b^2)^2}{5EIl}$ 등을 적용하여 비율을 산출하면 $b=l/4$일 때 $\delta_c$의 $9/16$배가 됩니다.
    ③ [최종 결과] $9/16$
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18. 기어에서 이의 간섭이 발생하는 것을 방지하기 위한 방법으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 피니언의 잇수를 최소 치수 이상으로 한다.
  2. 기어의 잇수를 한계치수 이하로 한다.
  3. 압력각을 크게 한다.
  4. 기어와 피니언의 잇수비를 매우 크게 한다.
(정답률: 75%)
  • 기어의 간섭을 방지하기 위해서는 기어와 피니언의 잇수비를 적절히 작게 유지해야 합니다. 잇수비를 매우 크게 하는 것은 간섭 방지 방법으로 옳지 않습니다.
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19. 보일러에서 연소가스의 폐열을 이용하여 보일러 급수를 예열시키는 장치는?

  1. 절탄기( economizer)
  2. 과열기(super heater)
  3. 공기예열기(air preheater)
  4. 집진기
(정답률: 73%)
  • 절탄기(economizer)는 보일러에서 배출되는 연소가스의 폐열을 회수하여 보일러로 들어가는 급수를 미리 예열함으로써 열효율을 높이는 장치입니다.
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20. ＜보기＞와 같이 직육면체 물체(OPQRABCD)에 힘 F가 점 C에 작용할 때 점 O와 점 A에서의 모멘트는? (단, F=Fj이다.)

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 53%)
  • 모멘트는 기준점으로부터 힘의 작용점까지의 위치 벡터와 힘 벡터의 외적으로 계산하며, 방향은 오른손 법칙을 따릅니다.
    점 O에서의 모멘트는 위치 벡터 $\vec{r}_{OC} = c\hat{i} + b\hat{j}$와 힘 $\vec{F} = F\hat{j}$의 외적으로 $-cF\hat{i} + aF\hat{k}$가 되며, 점 A에서의 모멘트는 위치 벡터 $\vec{r}_{AC} = b\hat{j}$와 힘 $\vec{F} = F\hat{j}$의 외적 관계를 분석하여 $aF\hat{k}$가 도출됩니다.
    따라서 정답은 의 내용 중 -cFi + aFk 및 aFk가 명시된 항목입니다.
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