9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 필기 기출문제복원 (2021-06-05)

9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 2021-06-05 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 서울시 기계일반
(2021-06-05 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

1. ＜보기＞는 동력 전달 장치의 조립도이다. ㈎∼㈑에 해당하는 부품에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. ㈎는 동력 전달 축에 회전체를 고정하는 너트(nut)이다.
  2. ㈏는 동력 전달 축에 고정한 기어(gear)이다.
  3. ㈐는 동력 전달 축을 지지하는 볼 베어링(ball bearing)이다.
  4. ㈑는 동력 전달 축에 회전체를 고정한 키(key)이다.
(정답률: 72%)
  • 제시된 조립도 에서 ㈏ 부분은 단면 처리(해칭)가 되어 있습니다. 기어는 일반적으로 단면 처리를 하지 않는 부품이므로, ㈏를 기어로 보는 설명은 옳지 않습니다.
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2. 버(burr) 제거 작업 공정이 아닌 것은?

  1. 숏피닝
  2. 숏블라스팅
  3. 연마제유동가공
  4. 진동피니싱
(정답률: 59%)
  • 버(burr) 제거는 가공 후 남은 돌출부를 제거하는 디버링 공정으로, 숏블라스팅, 연마제유동가공, 진동피니싱 등이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    숏피닝: 금속 표면에 작은 구슬을 때려 압축 잔류 응력을 부여함으로써 피로 강도를 높이는 표면 강화 공정입니다.
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3. 풀림(annealing) 처리를 하는 목적 중 가장 옳지 않은 것은?

  1. 경도를 감소시키고 내부응력을 제거한다.
  2. 불균일한 조직을 균일화한다.
  3. 결정 조직을 미세화하고, 결정 조직과 기계적 성질 등을 표준화시킨다.
  4. 내부의 가스나 불순물을 방출시키거나 확산시킨다.
(정답률: 55%)
  • 풀림(annealing)은 재료를 가열 후 천천히 냉각시켜 내부 응력을 제거하고 경도를 낮추어 가공성을 높이는 열처리 공정입니다.

    오답 노트
    결정 조직을 미세화하고 표준화시키는 것: 이는 주로 정규화(normalizing)의 목적에 해당합니다.
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4. 차축과 차체를 연결하여 주행 중 노면에서 받는 진동이나 충격을 흡수하고 운전자가 승차감이 좋도록 느끼게 하며 차량의 안전성을 향상시키는 현가장치의 주요 구성 요소가 아닌 것은?

  1. 스프링(spring)
  2. 쇽 업소버(shock absorber)
  3. 스태빌라이저(stabilizer)
  4. 스테이터(stator)
(정답률: 67%)
  • 현가장치는 노면의 충격을 흡수하여 승차감과 안전성을 높이는 장치로, 스프링, 쇽 업소버, 스태빌라이저가 핵심 구성 요소입니다.

    오답 노트
    스테이터: 모터나 발전기에서 고정된 정지자 부분을 의미하며 현가장치와는 무관합니다.
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5. 유효낙차 100[m], 유량 200[m3/sec]인 수력발전소의 수차에서 이론 출력의 값[kW]은?

  1. 392×103
  2. 283×103
  3. 196×103
  4. 90×103
(정답률: 70%)
  • 수력발전의 이론 출력은 유량, 낙차, 중력가속도를 곱하여 산출하며, 효율이 주어지지 않은 경우 $1$로 가정합니다.
    ① [기본 공식] $P = 9.8 \times Q \times H$
    ② [숫자 대입] $P = 9.8 \times 200 \times 100$
    ③ [최종 결과] $P = 196 \times 10^3$
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6. 인발(drawing)에 영향을 주는 요인에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 단면수축률이 일정할 때 다이각이 증가하면 전단변형량이 증가하게 되므로 각 재료의 경도 및 강도에 따라 적정 다이각을 선택해야 한다.
  2. 단면수축률은 인발 전후의 단면적 변화량과 인발 후 소재의 단면적과의 비율로 표시한다.
  3. 일반적으로 인발속도가 증가함에 따라 인발력은 급속히 증가하나, 속도가 어느 한도 이상이 되면 인발력에 대한 속도의 영향이 작아진다.
  4. 소재에 역장력(인발방향과 반대방향으로 가하는 힘)을 가하면 인장응력은 증가하나 인발력에서 역장력을 뺀 다이추력(인발저항)은 감소한다.
(정답률: 39%)
  • 단면수축률은 인발 전후의 단면적 변화량을 '인발 전' 소재의 단면적으로 나눈 비율로 표시해야 합니다.

    오답 노트
    단면수축률의 기준은 인발 후가 아닌 인발 전 단면적입니다.
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7. 잇수가 10개인 평기어와 잇수가 30개인 평기어가 맞물려 회전하고 있다. 모듈이 5일 때, 두 평기어의 회전축 사이의 거리를 나타내는 중심거리의 값[mm]은?

  1. 400
  2. 300
  3. 200
  4. 100
(정답률: 75%)
  • 두 평기어의 중심거리는 각 기어 피치원 반지름의 합이며, 모듈과 잇수를 이용해 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{m(z_1 + z_2)}{2}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{5(10 + 30)}{2}$
    ③ [최종 결과] $C = 100$
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8. ϕ100G7의 구멍이 헐거운 끼워맞춤용으로 위 공차만으로 표기되고 있다. G 구멍의 아래 치수 (허용)차는 4[μm] 이고, IT7급에 해당하는 치수 공차는 35[μm]이다. 이 구멍의 치수를 공차방식으로 표시하였을 때 가장 옳은 것은?

(정답률: 44%)
  • 구멍의 치수 공차 표시법에서 위 치수 허용차는 '아래 치수 허용차 + 치수 공차'로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Upper = Lower + Tolerance$
    ② [숫자 대입] $Upper = 0.004 + 0.035$
    ③ [최종 결과] $Upper = 0.039$
    따라서 기준 치수 $100$에 위 치수 허용차 $+0.039$, 아래 치수 허용차 $+0.004$를 표기한 가 정답입니다.
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9. 점(spot)용접, 심(seam)용접에 해당하는 용접방법은?

  1. 비피복 아크용접
  2. 피복 아크용접
  3. 탄소 아크용접
  4. 전기 저항용접
(정답률: 78%)
  • 전기 저항용접은 금속의 접촉면에 강한 전류를 흘려 발생하는 저항열을 이용해 접합하는 방식으로, 대표적으로 점용접과 심용접이 있습니다.
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10. 체인 전동장치에서 스프로킷 휠의 회전수가 1,200[rpm], 잇수가 40, 체인 피치가 10[mm]일 때, 체인의 평균속도의 값[m/s]은?

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 12
(정답률: 58%)
  • 체인의 평균속도는 스프로킷의 잇수, 피치, 회전수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \frac{Z \times p \times n}{60 \times 1000}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \frac{40 \times 10 \times 1200}{60 \times 1000}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 8$$
    따라서 체인의 평균속도는 $8\text{m/s}$ 입니다.
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11. 구리의 특성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 아연(Zn), 주석(Sn), 니켈(Ni) 등과 합금을 만들 수 없다.
  2. 유연하고 연성이 작아 가공이 어렵다.
  3. 전성이 작고 귀금속적인 성질이 우수하다.
  4. 전기 및 열의 전도성이 우수하다.
(정답률: 82%)
  • 구리는 전기 저항이 매우 낮고 열전도율이 매우 높은 대표적인 금속으로, 전기 및 열의 전도성이 우수한 것이 가장 큰 특징입니다.

    오답 노트
    합금: 아연, 주석, 니켈 등과 합금 가능함
    연성과 가공성: 연성이 매우 커서 가공이 쉬움
    전성: 전성이 매우 우수함
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12. 베어링 메탈의 구비 조건이 아닌 것은?

  1. 하중에 견딜 수 있도록 충분한 강도와 강성을 가져야 한다.
  2. 열전도율이 낮아야 한다.
  3. 내식성과 피로강도가 커야 한다.
  4. 마찰 마멸이 적어야 한다.
(정답률: 82%)
  • 베어링 메탈은 마찰열을 빠르게 외부로 방출하여 소생(seizure) 현상을 방지해야 하므로, 열전도율이 높아야 합니다.

    오답 노트
    강도와 강성: 하중 지지를 위해 필수적임
    내식성과 피로강도: 부식 방지 및 수명 연장을 위해 필요함
    마찰 마멸: 마찰 손실을 줄이기 위해 적어야 함
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13. 파스칼의 원리에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 오일은 힘을 전달할 수 있다.
  2. 오일은 운동을 전달할 수 있다.
  3. 단면적을 변화시키면 힘을 증대할 수 있다.
  4. 공기는 압축되며, 오일도 압축된다.
(정답률: 65%)
  • 파스칼의 원리는 밀폐된 용기 내의 정지 유체 일부에 가해진 압력은 모든 방향으로 동일하게 전달된다는 원리입니다. 오일과 같은 액체는 압축성이 거의 없는 비압축성 유체이므로, 공기와 달리 압축되지 않고 힘과 운동을 효율적으로 전달할 수 있습니다.
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14. 금속 재료 탭 작업 시 주의사항으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 탭은 한쪽 방향으로만 계속 돌린다.
  2. 재료를 수평으로 단단히 고정한다.
  3. 기름을 충분히 넣는다.
  4. 재료의 구멍의 중심과 탭의 중심을 일치시킨다.
(정답률: 70%)
  • 탭 작업 시 칩(Chip) 배출과 탭의 파손 방지를 위해 일정 거리 전진 후 반대 방향으로 약간 돌려 칩을 끊어주어야 합니다. 따라서 한쪽 방향으로만 계속 돌리는 것은 잘못된 방법입니다.
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15. 18-8형 스테인리스강의 성분으로 옳은 것은?

  1. 니켈 18%, 크롬 8%
  2. 티탄 18%, 니켈 8%
  3. 크롬 18%, 니켈 8%
  4. 크롬 18%, 티탄 8%
(정답률: 70%)
  • 18-8형 스테인리스강은 명칭 그대로 크롬(Cr) 약 18%와 니켈(Ni) 약 8%를 함유하여 내식성과 내열성이 뛰어난 오스테나이트계 스테인리스강입니다.
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16. 기계의 안전 설계 시, 고려해야 할 안전율(safety factor)에 대한 정의로 가장 옳은 것은?

  1. 재료의 기준 강도와 전단 응력과의 비
  2. 재료의 기준 강도와 허용 응력과의 비
  3. 재료의 극한 강도와 사용 응력과의 비
  4. 재료의 극한 강도와 잔류 응력과의 비
(정답률: 74%)
  • 안전율은 구조물이 파괴되지 않도록 재료가 가진 기준 강도를 실제 설계 시 허용하는 응력으로 나눈 값으로 정의합니다.

    오답 노트
    전단 응력, 사용 응력, 잔류 응력: 안전율의 기준이 되는 분모는 설계상 제한치인 허용 응력이어야 합니다.
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17. 환봉에 반경 방향으로의 압축력이 작용하면 중심에 인장력이 발생하는 원리를 이용한 공정으로, 길고 두꺼운 이음매 없는 파이프와 튜브(seamless pipe and tube)를 만드는 열간가공 공정으로 가장 옳은 것은?

  1. 회전천공
  2. 관재압연
  3. 링압연
  4. 강구전조 작업
(정답률: 47%)
  • 회전천공은 환봉에 반경 방향 압축력을 가해 중심부에 인장력을 발생시켜 내부 구멍을 뚫는 공정으로, 이음매 없는 파이프나 튜브를 제조하는 대표적인 열간가공법입니다.
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18. 산소 8[kg]과 질소 2[kg]으로 혼합된 기체가 있다. 산소의 정압 비열은 1,000[J/kg⋅K]이고, 질소의 정압비열은 1,500[J/kg⋅K]이라 할 때, 이 혼합기체가 갖는 정압 비열의 값[J/kg⋅K]은? (단, 주어진 조건 이외에는 고려하지 않는다.)

  1. 1,100
  2. 1,200
  3. 1,300
  4. 1,400
(정답률: 56%)
  • 혼합 기체의 정압 비열은 각 성분 기체의 질량 분율과 정압 비열의 곱을 합산하여 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$C_{p,mix} = \frac{m_1 C_{p1} + m_2 C_{p2}}{m_1 + m_2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$C_{p,mix} = \frac{8 \times 1000 + 2 \times 1500}{8 + 2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$C_{p,mix} = 1100$$
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19. 금속 재료들의 열전도율과 전기전도율이 좋은 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. Al＞Cu＞Pb＞Fe
  2. Cu＞Al＞Fe＞Pb
  3. Al＞Cu＞Fe＞Pb
  4. Cu＞Al＞Pb＞Fe
(정답률: 62%)
  • 일반적으로 금속의 전기 및 열전도율은 구리(Cu)가 가장 높으며, 알루미늄(Al), 철(Fe), 납(Pb) 순으로 낮아집니다.
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20. 길이 10[cm], 단면 2[cm]×3[cm]의 물체에 3[ton]의 인장력을 가하였을 때, 인장력에 의해 0.1[cm] 늘어났다. 물체에 작용하는 응력[kgf/cm2]과 변형률[%]은?

  1. 응력 50, 변형률 1
  2. 응력 50, 변형률 0.01
  3. 응력 500, 변형률 1
  4. 응력 500, 변형률 0.01
(정답률: 44%)
  • 응력은 단위 면적당 작용하는 하중이며, 변형률은 원래 길이에 대한 늘어난 길이의 비율을 백분율로 나타낸 것입니다.
    1. 응력 계산
    $$\sigma = \frac{P}{A}$$
    $$\sigma = \frac{3000}{2 \times 3}$$
    $$\sigma = 500$$ kgf/cm$^{2}$
    2. 변형률 계산
    $$\epsilon = \frac{\Delta L}{L} \times 100$$
    $$\epsilon = \frac{0.1}{10} \times 100$$
    $\epsilon = 1$ %
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