9급 국가직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2018-04-07)

9급 국가직 공무원 기계일반 2018-04-07 필기 기출문제 해설

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9급 국가직 공무원 기계일반
(2018-04-07 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 용접 안전에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 아크용접에서 방출되는 자외선에 주의해야 한다.
  2. 유독가스를 배출하기 위한 환기시설이 필요하다.
  3. 아크용접에서 작업자는 감전의 위험이 있다.
  4. 가스용접에서 아세틸렌 가스는 화재의 위험이 없다.
(정답률: 92%)
  • 아세틸렌 가스는 폭발 범위가 $2.5\%$에서 $81\%$로 매우 넓어 공기 중에 소량만 존재해도 폭발 및 화재 위험이 매우 큽니다.
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2. 재료의 비파괴시험에 해당하는 것은?

  1. 인장시험
  2. 피로시험
  3. 방사선 탐상법
  4. 샤르피 충격시험
(정답률: 96%)
  • 방사선 탐상법은 재료를 파괴하지 않고 내부 결함을 검사하는 대표적인 비파괴시험법입니다.

    오답 노트

    인장시험, 피로시험, 샤르피 충격시험: 재료를 변형시키거나 파괴하여 성질을 측정하는 파괴시험입니다.
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3. 축방향 하중을 지지하는 데 가장 부적합한 베어링은?

  1. 단열 깊은 홈 볼베어링(single-row deep-groove ball bearing)
  2. 앵귤라 콘택트 볼베어링(angular contact ball bearing)
  3. 니들 롤러베어링(needle roller bearing)
  4. 테이퍼 롤러베어링(taper roller bearing)
(정답률: 76%)
  • 니들 롤러베어링은 지름이 매우 작은 롤러를 사용하여 반경방향 하중(Radial load)을 지지하는 데는 매우 효율적이지만, 축방향 하중(Axial load)을 지지하는 능력은 매우 제한적이어서 부적합합니다.
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4. 밀링가공에서 하향 절삭(down milling)의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 절삭날의 마모가 작고 수명이 길다.
  2. 백래시(backlash)가 자연히 제거된다.
  3. 절삭날이 공작물을 누르는 형태여서 고정이 안정적이다.
  4. 마찰력은 작으나 하향으로 큰 충격력이 작용한다.
(정답률: 79%)
  • 하향 절삭은 공구의 회전 방향과 이송 방향이 반대이므로, 백래시(backlash)가 발생하여 공작물이 끌려 들어갈 위험이 있습니다. 따라서 백래시 제거 장치가 별도로 반드시 필요합니다.
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5. 골프공에 역회전을 주었을 때 높이 뜨거나, 투수가 던진 공이 상하좌우로 휘는 것과 같이, 유동장 내에 있는 물체가 회전하는 경우 유체흐름에 수직한 방향으로 힘을 받는 현상은?

  1. 딤플 효과(dimple effect)
  2. 웨지 효과(wedge effect)
  3. 스트레치 효과(stretch effect)
  4. 매그너스 효과(magnus effect)
(정답률: 67%)
  • 유동장 내에서 회전하는 물체 주위의 유속 차이로 인해 유체 흐름에 수직한 방향으로 힘(양력)을 받아 경로가 휘어지는 현상을 매그너스 효과(magnus effect)라고 합니다.
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6. 2개의 스프링을 연결한 장치에 같은 크기의 하중이 작용할 때, 변위가 가장 큰 것은?

  1. 스프링 상수가 k인 스프링 2개를 직렬로 연결
  2. 스프링 상수가 k/2인 스프링 2개를 병렬로 연결
  3. 스프링 상수가 2k인 스프링 2개를 직렬로 연결
  4. 스프링 상수가 k인 스프링 2개를 병렬로 연결
(정답률: 64%)
  • 동일한 하중 $W$가 작용할 때 변위 $d$는 합성 스프링 상수 $k_{eq}$에 반비례합니다. 따라서 $k_{eq}$가 가장 작을 때 변위가 최대가 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{직렬 연결: } \frac{1}{k_{eq}} = \frac{1}{k_1} + \frac{1}{k_2}}, \quad \text{병렬 연결: } k_{eq} = k_1 + k_2$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{직렬(k, k): } k_{eq} = \frac{k \times k}{k + k} = \frac{1}{2}k$$
    $$\text{병렬(k/2, k/2): } k_{eq} = \frac{1}{2}k + \frac{1}{2}k = k$$
    $$\text{직렬(2k, 2k): } k_{eq} = \frac{2k \times 2k}{2k + 2k} = k$$
    $$\text{병렬(k, k): } k_{eq} = k + k = 2k$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{최소 } k_{eq} = \frac{1}{2}k \rightarrow \text{최대 변위 } d$$
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7. 재료의 절삭성이 좋다는 의미로 사용할 수 있는 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 88%)
  • 절삭성이 좋다는 것은 가공 효율과 품질이 모두 우수함을 의미하며, 다음의 조건들을 모두 만족해야 합니다.
    $\text{ㄱ. 작은 절삭력과 절삭동력}$
    $\text{ㄴ. 긴 공구수명}$
    $\text{ㄷ. 가공품의 우수한 표면정밀도 및 표면완전성}$
    $\text{ㄹ. 수거가 용이한 칩(chip)의 형태}$
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8. 원기둥형상의 소재를 열간 업세팅(upsetting)할 때 발생하는 배부름(barrelling)현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 금형과 소재가 접촉하는 면에서 발생하는 마찰이 주원인이다.
  2. 소재의 변형이 금형과 접촉되는 부위에 집중되기 때문에 나타난다.
  3. 금형에 초음파 진동을 주면서 작업을 진행하면, 이 현상을 줄일 수 있다.
  4. 금형의 온도가 낮을 경우에도 발생될 수 있다.
(정답률: 43%)
  • 배부름(barrelling) 현상은 금형과 소재가 접촉하는 면의 마찰력 때문에 접촉 부위의 변형이 억제되고, 상대적으로 마찰력이 없는 중앙 부분이 더 많이 변형되어 옆면이 튀어나오는 현상입니다. 따라서 소재의 변형이 금형과 접촉되는 부위에 집중된다는 설명은 틀린 것입니다.
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9. 다음 그림의 NC 공작기계 이송계에 가장 가까운 제어방식은?

  1. 개회로(open loop) 제어방식
  2. 적응(adaptive) 제어방식
  3. 폐회로(closed loop) 제어방식
  4. 적분(integral) 제어방식
(정답률: 77%)
  • 제시된 그림과 같이 피드백 장치 없이 스텝모터를 사용하여 제어하는 방식은 개회로(open loop) 제어방식입니다.

    오답 노트

    폐회로(closed loop) 제어방식: 피드백 장치를 통해 실제 위치를 검출하여 오차를 보정하는 방식입니다.
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10. 기어 이(gear tooth)의 크기가 가장 큰 것은? (단, m은 모듈(module), pd는 지름피치(diametral pitch), p는 원주피치(circular pitch)이다)

  1. p=15
  2. pd=8
  3. m=5
  4. m=3
(정답률: 76%)
  • 기어 이의 크기는 모듈 $m$ 값에 비례하며, 모듈이 클수록 이의 크기가 커집니다. 각 보기의 모듈 값을 비교하여 가장 큰 값을 찾습니다.
    ① [기본 공식] $m = \frac{p}{\pi} = \frac{1}{p_d}$
    ② [숫자 대입]
    보기 1: $m = \frac{15}{\pi} \approx 4.77$
    보기 2: $m = \frac{1}{8} = 0.125$
    보기 3: $m = 5$
    보기 4: $m = 3$
    ③ [최종 결과] $m = 5$가 가장 큼
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11. 기계구성요소 상호 간의 운동관계를 결정하는 기구의 접촉형태에 따른 운동양식의 분류에서 면접촉에 해당하지 않는 것은?

  1. 볼과 베어링 내륜
  2. 수나사와 암나사
  3. 피스톤과 실린더
  4. 미끄럼베어링과 축
(정답률: 82%)
  • 기구의 접촉 형태 중 볼과 베어링 내륜은 접촉 면적이 매우 좁은 점접촉에 해당합니다.

    오답 노트

    수나사와 암나사, 피스톤과 실린더, 미끄럼베어링과 축: 면접촉
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12. 연강(mild steel)의 상온 인장시험으로 공칭응력-변형률 선도를 작성하였을 때, 가장 큰 값은?

  1. 비례한도
  2. 항복강도
  3. 인장강도
  4. 파단강도
(정답률: 71%)
  • 연강의 응력-변형률 선도에서 재료가 견딜 수 있는 최대 응력 지점을 인장강도라고 하며, 이는 비례한도, 항복강도, 파단강도보다 큰 값입니다.
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13. 증기기관에서 수증기를 물로 변환하는 열 교환 장치는?

  1. 터빈
  2. 보일러
  3. 복수기
  4. 급수 펌프
(정답률: 77%)
  • 증기기관의 사이클에서 터빈을 통과한 저압의 수증기를 냉각시켜 다시 물로 응축시키는 열교환 장치는 복수기입니다.
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14. 저항용접에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 작업속도가 느려 대량생산에 적용하기 어렵다.
  2. 전극과 모재 사이의 접촉저항을 작게 한다.
  3. 통전시간은 모재의 재질, 두께 등에 따라 다르다.
  4. 금속의 전기저항 특성을 이용한다.
(정답률: 65%)
  • 저항용접은 전기저항에 의한 열을 이용해 빠르게 접합하는 방식으로, 작업 속도가 매우 빨라 자동차 산업 등 대량생산 공정에 매우 적합한 공법입니다.
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15. 강의 담금질 열처리에서 냉각속도가 가장 느린 경우에 나타나는 조직은?

  1. 소르바이트
  2. 잔류 오스테나이트
  3. 투르스타이트
  4. 마르텐사이트
(정답률: 60%)
  • 강의 냉각 속도에 따른 조직 변화는 마르텐사이트(가장 빠름) $\rightarrow$ 트루스타이트 $\rightarrow$ 소르바이트(가장 느림) 순으로 나타납니다.
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16. 신속금형(rapid tooling)기술에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 신속조형기술로 주형이나 주형 인서트 등을 제작하는 기술을 의미한다.
  2. 설계과정이 단순해지고, 소프트웨어로 수축을 보상하여 제작할 수 있다.
  3. 이 기술로 제작된 금형은 기계가공 등으로 가공된 기존의 금형보다 수명이 길다.
  4. 금속분사금형기술(sprayed-metal tooling), 켈툴(keltool) 공정 등이 활용되고 있다.
(정답률: 80%)
  • 신속금형(Rapid Tooling) 기술은 제작 기간을 단축하는 것이 주 목적으로, 일반적인 정밀 기계가공 금형에 비해 내구성과 수명이 짧은 것이 특징입니다.
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17. 절삭공정에 따른 절삭운동과 이송운동의 조합으로 옳지 않은 것은? (순서대로 절삭공정-절삭운동-이송운동)

  1. 선삭공정-공작물의 회전운동-공구의 직선운동
  2. 평삭공정-공구의 회전운동-공작물의 직선운동
  3. 드릴링공정-공구의 회전운동-공구의 직선운동
  4. 밀링공정-공구의 회전운동-공작물의 직선운동
(정답률: 66%)
  • 평삭공정은 공구가 직선 운동을 하며 공작물을 깎는 공정입니다. 공구가 회전하는 것은 밀링이나 드릴링의 특징입니다.

    오답 노트

    선삭공정: 공작물이 회전하고 공구가 직선 운동함
    드릴링공정: 공구가 회전하며 직선 운동함
    밀링공정: 공구가 회전하고 공작물이 직선 운동함
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18. 다음은 NC밀링 프로그램의 일부이다. 이 프로그램에 따른 가공 순서로 옳은 것은?

  1. 급속이송→직선보간→주축시계방향회전
  2. 직선보간→주축정지→절삭유정지
  3. 주축시계방향회전→직선보간→원호보간
  4. 원호보간→직선보간→주축정지
(정답률: 53%)
  • NC 프로그램의 G코드와 M코드를 순서대로 분석하면 가공 순서를 알 수 있습니다.
    M03(주축 시계방향 회전) $\rightarrow$ G01(직선 보간) $\rightarrow$ G02(원호 보간) 순으로 명령어가 실행됩니다.
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19. 다음 그림의 단조공정에 사용되는 프레스 기계의 기구부에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 너클조인트 프레스 기계이다.
  2. 링크 A가 회전하면서 램이 직선운동을 하는 구조이다.
  3. 가압행정의 마지막 단계에서 큰 힘을 얻을 수 있다.
  4. 링크 A와 B가 직각을 이룰 때, 램은 상사점 또는 하사점에 있게 된다.
(정답률: 65%)
  • 제시된 기구는 너클 조인트 프레스로, 링크 A와 B가 일직선상에 놓일 때 램이 상사점 또는 하사점에 위치하게 됩니다. 직각을 이룰 때는 최대 속도 영역에 해당합니다.
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20. 금속합금과 그 상태도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 2개의 금속 성분이 용융되어 있는 상태에서는 균일한 액체를 형성하나, 응고된 후 각각의 결정으로 분리하여 2개의 성분이 일정한 비율로 혼재된 조직이 되는 것을 공정이라고 한다.
  2. 용융상태에서 냉각하면 일정한 온도에서 고용체가 정출되고, 이와 동시에 공존된 용액이 반응을 하여 새로운 별도의 고용체를 형성하는 것을 편정이라고 한다.
  3. 두 개 이상의 금속이 혼합되어 용융상태에서 합금이 되거나, 혹은 고체상태에서도 균일한 융합상태가 되어, 각 성분을 기계적인 방법으로 구분할 수 없는 것을 고용체라고 한다.
  4. 2종 이상의 화학적 친화력이 큰 금속이 간단한 원자비로 결합되어 본래의 물질과는 전혀 별개의 물질이 형성되는 것을 금속간 화합물이라고 한다.
(정답률: 65%)
  • 제시된 설명은 고체와 액체가 반응하여 새로운 고체가 형성되는 포정(Peritectic) 반응에 대한 설명입니다. 편정은 냉각 과정에서 고용체가 정출되면서 액상의 성분이 변화하는 현상을 말합니다.
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