9급 국가직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2008-04-12)

9급 국가직 공무원 기계일반 2008-04-12 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 기계일반
(2008-04-12 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 성크키(묻힘키, sunk key)에 의한 축이음에서 축의 외주에 작용하는 접선력이 1N일 때 키(key)에 작용하는 전단응력[N/m2]은? (단, 키의 치수는 10mm×8mm×100mm이다)

  1. 1000
  2. 1250
  3. 2000
  4. 2500
(정답률: 62%)
  • 키에 작용하는 전단응력은 접선력을 키의 단면적(너비 $\times$ 길이)으로 나누어 계산합니다.
    $$ \tau = \frac{W}{b \times l} $$
    $$ \tau = \frac{1}{0.01 \times 0.1} $$
    $$ \tau = 1000 $$
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2. 선반을 이용하여 지름이 50mm인 공작물을 절삭속도 196m/min로 절삭할 때 필요한 주축의 회전수[rpm]는? (단, 는 3.14로 계산하고, 결과 값은 일의 자리에서 반올림 한다)

  1. 1000
  2. 1250
  3. 3120
  4. 3920
(정답률: 88%)
  • 절삭속도 공식을 이용하여 주축의 회전수를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$N = \frac{1000V}{\pi D}$$
    ② [숫자 대입]
    $$N = \frac{1000 \times 196}{3.14 \times 50}$$
    ③ [최종 결과]
    $$N = 1248.4 \approx 1250$$
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3. 다음 중 원심식 펌프에 해당하는 것만으로 묶은 것은?

  1. 피스톤 펌프, 플런저 펌프
  2. 벌류트 펌프, 터빈 펌프
  3. 기어 펌프, 베인 펌프
  4. 마찰 펌프, 제트 펌프
(정답률: 64%)
  • 펌프의 작동 방식에 따른 분류 문제입니다. 벌류트 펌프와 터빈 펌프는 원심력을 이용하는 원심식 펌프에 해당합니다.

    오답 노트
    피스톤 펌프, 플런저 펌프: 왕복동식
    기어 펌프, 베인 펌프: 회전식
    마찰 펌프, 제트 펌프: 특수형
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4. 캠의 압력각을 줄이기 위한 방법으로 적절한 것은?

  1. 기초원의 직경을 증가시키고 종동절의 상승량을 증가시킨다.
  2. 기초원의 직경을 감소시키고 종동절의 상승량을 감소시킨다.
  3. 기초원의 직경을 증가시키고 종동절의 상승량을 감소시킨다.
  4. 기초원의 직경을 감소시키고 종동절의 상승량을 증가시킨다.
(정답률: 70%)
  • 캠의 압력각은 피치곡선의 법선과 종동절 운동방향 사이의 각도로, 이 각도가 커지면 구동 힘이 커져 효율이 떨어집니다. 따라서 압력각을 줄이기 위해서는 기초원의 직경을 크게 하고, 종동절의 상승량을 감소시켜야 합니다.
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5. 연마제를 압축 공기를 이용하여 노즐로 고속 분사시켜 고운 다듬질면을 얻는 가공법은?

  1. 액체 호닝
  2. 래핑
  3. 호닝
  4. 슈퍼피니싱
(정답률: 72%)
  • 압축 공기를 이용해 연마제를 고속 분사하여 정밀한 다듬질면을 얻는 가공법은 액체 호닝입니다.

    오답 노트
    래핑: 랩 공구와 랩제를 이용함
    호닝: 혼을 이용하여 구멍 내면을 다듬음
    슈퍼피니싱: 연삭숫돌을 진동시키며 낮은 압력으로 가압함
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6. 침탄법과 질화법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 침탄법은 질화법에 비해 같은 깊이의 표면 경화를 짧은 시간에 할 수 있다.
  2. 질화법은 침탄법에 비해 변형이 적다.
  3. 질화법은 침탄법에 비해 경화층은 얇으나 경도가 높다.
  4. 질화법은 질화 후 열처리가 필요하다.
(정답률: 78%)
  • 질화법은 비교적 낮은 온도에서 질소를 침투시켜 경화시키는 방법으로, 질화 처리 후 별도의 열처리가 필요하지 않은 것이 특징입니다.
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7. 다음 중 볼나사(ball screw)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 마찰계수가 극히 작아서 정확한 미세이송이 가능하다.
  2. 윤활은 아주 소량으로도 가능하다.
  3. 축 방향의 백래시를 작게 할 수 있다.
  4. 미끄럼 나사보다 전달 효율이 상대적으로 낮다.
(정답률: 83%)
  • 볼나사는 나사산 사이에 볼을 넣어 구름 운동을 하게 함으로써 마찰을 최소화하므로, 미끄럼 나사에 비해 전달 효율이 매우 높습니다.
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8. 단면이 원형이고 직경이 d인 막대의 길이(축)방향으로 인장하중이 작용하여 막대에 인장응력 가 생겼다면 이 때 직경의 감소량을 나타내는 식은? (단, 는 포아송의 비(Poisson's ratio)이고, G는 전단탄성계수(shear modulus)이고, E는 영의 계수(Young's modulus)이다)

(정답률: 55%)
  • 인장하중을 받는 막대의 직경 감소량은 포아송의 비, 인장응력, 원래 직경, 영의 계수의 관계를 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta d = \frac{\nu \sigma d}{E}$
    ② [숫자 대입] (제시된 변수 그대로 대입)
    ③ [최종 결과] $\Delta d = \frac{\nu \sigma d}{E}$
    따라서 정답은 입니다.
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9. 승용차의 엔진에 설치된 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 장치에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 흡기계통으로 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소할 때의 최고 온도를 낮춤으로써 CO2의 발생을 억제하는 장치이다.
  2. 흡기계통으로 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소할 때의 최고 온도를 낮춤으로써 NOx의 발생을 억제하는 장치이다.
  3. 촉매장치로 배기가스를 재순환시켜 CO와 HC의 함유량을 더 감소시키는 장치이다.
  4. 흡기계통으로 배기가스의 일부를 재순환시켜 미연소된 배기가스를 재연소시켜 공해물질의 발생을 억제하는 장치이다.
(정답률: 71%)
  • EGR 장치는 배기가스의 일부를 흡기계통으로 재순환시켜 연소 시 최고 온도를 낮춤으로써, 고온에서 주로 발생하는 $NO_{x}$(질소산화물)의 발생을 억제하는 장치입니다.
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10. 다음 중 응고 반응이 아닌 것은?

  1. 공석 반응
  2. 포정 반응
  3. 편정 반응
  4. 공정 반응
(정답률: 60%)
  • 공석 반응은 고체 상태의 성분이 다른 두 가지 고체로 변하는 반응이므로 액체가 관여하는 응고 반응이 아닙니다.

    오답 노트
    공정, 포정, 편정 반응: 모두 액체 상태가 포함되어 고체로 변하는 응고 반응임
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11. 다이아몬드 다음으로 경한 재료로 철계금속이나 내열합금의 절삭에 적합한 것은?

  1. 세라믹(ceramic)
  2. 초경합금(carbide)
  3. 입방정 질화 붕소(CBN, cubic boron nitride)
  4. 고속도강(HSS, high speed steel)
(정답률: 73%)
  • 입방정 질화 붕소(CBN, cubic boron nitride)는 다이아몬드 다음으로 경도가 높으며, 특히 철계 금속이나 내열합금의 절삭에 매우 적합한 재료입니다.

    오답 노트
    경도 순서: 다이아몬드 > CBN > 세라믹 > 서멧 > 초경합금 > 고속도강 > 탄소공구강
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12. 사형 주조에서 응고 중에 수축으로 인한 용탕의 부족분을 보충하는 곳은?

  1. 게이트
  2. 라이저
  3. 탕구
  4. 탕도
(정답률: 85%)
  • 라이저는 주조 시 용탕이 응고되면서 발생하는 수축분만큼 쇳물을 보충해 주는 보조 주입구 역할을 합니다.

    오답 노트
    게이트, 탕구, 탕도: 용탕이 주형 내부로 흐르는 통로 역할
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13. 두 축이 평행할 때 회전을 전달하는 기어는?

  1. 베벨 기어
  2. 스퍼 기어
  3. 웜 기어
  4. 하이포이드 기어
(정답률: 89%)
  • 두 축이 서로 평행한 상태에서 회전력을 전달하는 기어는 스퍼 기어입니다.

    오답 노트
    베벨 기어, 하이포이드 기어: 두 축이 교차(직각)함
    웜 기어: 두 축이 서로 수직함
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14. 스프링 상수가 같은 2개의 코일스프링을 각각 직렬과 병렬로 연결하였다. 직렬로 연결한 시스템의 상당(등가) 스프링 상수는 병렬로 연결한 시스템의 상당(등가) 스프링 상수의 몇 배 크기인가?

  1. 1/4배
  2. 1/2배
  3. 2배
  4. 4배
(정답률: 73%)
  • 스프링 상수가 $k$로 동일한 두 스프링의 직렬 및 병렬 연결 시 등가 스프링 상수를 비교하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    직렬: $k_{s} = \frac{1}{\frac{1}{k_1} + \frac{1}{k_2}}$, 병렬: $$k_{p} = k_1 + k_2$$
    ② [숫자 대입]
    직렬: $k_{s} = \frac{1}{\frac{1}{k} + \frac{1}{k}} = \frac{k}{2}$, 병렬: $$k_{p} = k + k = 2k$$
    ③ [최종 결과]
    $$\frac{k_{s}}{k_{p}} = \frac{k/2}{2k} = \frac{1}{4}$$
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15. 다음 재료시험 방법 중에서 전단응력을 측정하기 위한 시험법은?

  1. 인장시험(tensile test)
  2. 굽힘시험(bending test)
  3. 충격시험(impact test)
  4. 비틀림시험(torsion test)
(정답률: 86%)
  • 재료에 비틀림 모멘트를 가하면 단면에 전단응력이 발생하므로, 비틀림시험을 통해 전단응력을 측정할 수 있습니다.

    오답 노트
    인장시험: 인장강도, 항복점 측정
    굽힘시험: 굽힘저항, 전성 및 연성 측정
    충격시험: 인성 및 취성 측정
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16. 다음 용접법 중에서 압접법(pressure welding)에 해당하는 것만을 올바르게 묶은 것은?

  1. 시임용접, 마찰용접, 아크용접
  2. 마찰용접, 전자빔용접, 점용접
  3. 점용접, 레이저용접, 확산용접
  4. 마찰용접, 점용접, 시임용접
(정답률: 87%)
  • 압접법은 가압력을 가하여 접합하는 방식으로, 점용접, 시임용접, 마찰용접, 확산용접 등이 이에 해당합니다.

    오답 노트
    아크용접, 전자빔용접, 레이저용접: 열을 가해 녹이는 융접법에 해당함
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17. 방전가공(EDM)과 전해가공(ECM)에 사용하는 가공액에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 모두 도체의 가공액을 사용한다.
  2. 모두 부도체의 가공액을 사용한다.
  3. 방전가공은 부도체, 전해가공은 도체의 가공액을 사용한다.
  4. 방전가공은 도체, 전해가공은 부도체의 가공액을 사용한다.
(정답률: 83%)
  • 가공 원리에 따라 가공액의 성질이 결정됩니다. 전해가공은 전해질 용액을 통해 전류를 흘려보내야 하므로 도체 가공액을 사용하며, 방전가공은 전극 사이의 절연 파괴를 이용하므로 부도체 가공액을 사용합니다.
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18. 유압회로에서 회로 내 압력이 설정치 이상이 되면 그 압력에 의하여 밸브를 전개하여 압력을 일정하게 유지시키는 역할을 하는 밸브는?

  1. 시퀀스 밸브
  2. 유량제어 밸브
  3. 릴리프 밸브
  4. 감압 밸브
(정답률: 86%)
  • 회로 내의 압력이 설정된 값 이상으로 상승했을 때, 밸브를 열어 오일을 탱크로 되돌림으로써 시스템의 최고 압력을 제한하고 회로를 보호하는 릴리프 밸브의 핵심 기능에 대한 문제입니다.
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19. 마그네슘의 특징이 아닌 것은?

  1. 비중이 알루미늄보다 크다.
  2. 조밀육방격자이며 고온에서 발화하기 쉽다.
  3. 대기 중에서 내식성이 양호하나 산 및 바닷물에 침식되기 쉽다.
  4. 알카리성에 거의 부식되지 않는다.
(정답률: 79%)
  • 마그네슘의 비중은 약 $1.74$로 실용 금속 중 가장 가볍습니다. 따라서 알루미늄의 비중(약 $2.7$)보다 작으므로 비중이 알루미늄보다 크다는 설명은 틀린 것입니다.
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20. 2사이클 기관과 비교할 때 4사이클 기관의 장점으로 옳은 것은?

  1. 매회전마다 폭발하므로 동일 배기량일 경우 출력이 2사이클 기관보다 크다.
  2. 마력당 기관중량이 가볍고 밸브기구가 필요 없어 구조가 간단하다.
  3. 회전력이 균일하다.
  4. 체적효율이 높다.
(정답률: 65%)
  • 4사이클 기관은 흡입, 압축, 폭발, 배기 각 행정이 명확하게 구분되어 작동하므로, 2사이클 기관에 비해 체적효율이 높다는 장점이 있습니다.
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