9급 국가직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2020-07-11)

9급 국가직 공무원 기계일반
(2020-07-11 기출문제)

목록

1. 대표적인 구리합금 중 황동(brass)의 주성분은?

  1. Cu, Pb
  2. Cu, Sn
  3. Cu, Al
  4. Cu, Zn
(정답률: 81%)
  • 황동(brass)은 구리(Cu)와 아연(Zn)으로 이루어진 합금입니다. 이는 두 금속의 용융점이 비슷하고, 높은 합금성과 인장강도를 가지기 때문입니다. 따라서 대표적인 구리합금 중 황동의 주성분은 Cu와 Zn입니다.
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2. 2개 이상의 기계 부품을 결합할 수 있는 체결용 기계요소에 해당하지 않는 것은?

  1. 볼트(bolt) 및 너트(nut)
  2. 리벳(rivet)
  3. 스프링(spring)
  4. 키(key)
(정답률: 88%)
  • 스프링은 기계 부품을 결합하는 체결용 기계요소가 아니라, 일정한 힘을 가지고 변형되어 탄성 에너지를 저장하고 방출하는 기계 부품입니다. 따라서 스프링은 체결용 기계요소에 해당하지 않습니다.
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3. 드로잉된 컵의 벽 두께를 줄이고, 더욱 균일하게 만들기 위해 사용되는 금속성형공정은?

  1. 블랭킹(blanking)
  2. 엠보싱(embossing)
  3. 아이어닝(ironing)
  4. 랜싱(lancing)
(정답률: 64%)
  • 아이어닝은 금속 시트를 원형 다이에 끼워 넣고, 다이와 시트를 함께 압력을 가해 벽 두께를 줄이는 공정입니다. 이 때, 시트는 다이의 벽면에 밀착되어 균일한 두께로 형성됩니다. 따라서, 드로잉된 컵의 벽 두께를 줄이고 균일하게 만들기 위해 아이어닝이 사용됩니다.
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4. 내연기관의 주요 용어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 행정: 상사점과 크랭크축 사이의 거리
  2. 상사점: 피스톤이 크랭크축으로부터 가장 멀리 위치하여 실린더 체적이 최소가 되는 위치
  3. 행정체적: 1행정 시 피스톤이 밀어낸 체적
  4. 간극체적: 피스톤이 상사점에 있을 때 실린더의 체적
(정답률: 51%)
  • "행정: 상사점과 크랭크축 사이의 거리"가 옳지 않은 것이다. 행정은 피스톤이 상사점에서 크랭크축까지 이동한 거리를 의미한다.
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5. 금속시편의 체적은 소성영역에서 일정하게 유지된다. 원기둥 형태의 최초 시편은 길이 ㅣ0, 단면적 A0, 직경 D0를 갖고 있으며, 균일변형 중 시편의 길이가 l, 단면적이 A, 직경이 D일 때, 진변형률 식으로 옳지 않은 것은?

(정답률: 51%)
  • 진변형률은 (l - l0) / l0 = (A0 / A)^(1/2) - 1 = (D0 / D) - 1 이므로, 옳지 않은 식은 "" 이다. 이 식은 단면적 대신 직경을 사용하고 있으며, 직경이 단면적의 제곱근과 비례하지 않기 때문에 옳지 않은 식이다.
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6. 금속의 열처리에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 풀림(annealing)은 금속을 적정 온도로 가열하고 일정시간 유지한 후 서서히 냉각함으로써 냉간가공되었거나 열처리된 재료를 원래 성질로 되돌리고, 잔류응력을 해소하기 위한 열처리 공정이다.
  2. 뜨임(tempering)은 경화된 강의 취성을 감소시키고 연성과 인성을 개선시켜 마르텐사이트(martensite) 조직의 응력을 완화하기 위한 열처리 공정이다.
  3. 불림(normalizing)은 풀림과 유사한 가열, 유지조건에서 실시하지만, 과도한 연화를 막기 위해 공기 중에서 냉각하여 미세한 균질 조직을 얻음으로써 기계적 성질을 향상하는 열처리 공정이다.
  4. 담금질(quenching)은 강을 가열하여 오스테나이트(austenite)로 상변화시킨 후 급냉하여 페라이트(ferrite) 조직으로 변태시켜 강을 강화하는 열처리 공정이다.
(정답률: 68%)
  • 담금질은 강을 강화하는 열처리 공정이 맞는 설명입니다.
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7. 미끄럼 베어링과 구름 베어링에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 미끄럼 베어링 중에는 축 방향 하중과 반경 방향 하중을 동시에 지지할 수 있는 것이 있지만, 구름 베어링 중에는 없다.
  2. 구름 베어링은 진동 및 소음이 발생하기 쉬우나, 미끄럼 베어링은 잘 발생하지 않는다.
  3. 미끄럼 베어링은 윤활에 주의할 필요가 없으나, 구름 베어링은 윤활에 주의할 필요가 있다.
  4. 구름 베어링은 충격하중을 받는 곳에 주로 사용하고, 미끄럼 베어링은 정적인 회전부에 주로 사용한다.
(정답률: 61%)
  • 구름 베어링은 접촉면이 많아서 마찰이 많이 발생하고, 이로 인해 진동 및 소음이 발생하기 쉽습니다. 반면, 미끄럼 베어링은 접촉면이 적어서 마찰이 적게 발생하고, 이로 인해 진동 및 소음이 잘 발생하지 않습니다. 따라서, 구름 베어링은 진동 및 소음이 발생하기 쉬우나, 미끄럼 베어링은 잘 발생하지 않습니다.
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8. 일회용 플라스틱 병 또는 이와 유사한 용기와 같이 두께가 얇은 중공 플라스틱 제품 생산에 가장 널리 사용되는 방법은?

  1. 블로우성형(blow molding)
  2. 반응사출성형(reaction injection molding)
  3. 캘린더링(calendering)
  4. 수지전이성형(resin transfer molding)
(정답률: 73%)
  • 블로우성형은 두께가 얇은 중공 플라스틱 제품을 생산하기에 가장 적합한 방법입니다. 이 방법은 먼저 뜨거운 플라스틱을 원형으로 만들고, 그 후에 공기를 이용하여 원형을 팽창시켜 제품의 형태를 만들어내는 방법입니다. 이 방법은 생산성이 높고, 제품의 정확한 크기와 형태를 만들어낼 수 있어 많이 사용됩니다.
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9. 금속재료의 인장시험을 통해 얻어지는 응력-변형률 선도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 공칭응력-공칭변형률 선도의 비례한도 내에서 응력과 변형률 사이의 관계는 선형적이며 직선의 기울기 값이 탄성계수이다.
  2. 변형경화가 발생하는 소재의 진응력-진변형률 선도에서 소성영역 부분을 log-log 척도로 나타내면 네킹(necking)이 발생할 때까지 선형적이다.
  3. 재료의 연신율은 네킹이 일어난 시점에서의 공칭변형률과 같다.
  4. 항복점은 응력-변형률 선도에서 확인이 어려울 경우 선형탄성직선에 평행하면서 0.2%의 변형률만큼 이동한 직선과 만나는 곳의 응력을 의미한다.
(정답률: 55%)
  • "재료의 연신율은 네킹이 일어난 시점에서의 공칭변형률과 같다."는 옳은 설명이다. 이는 네킹이 발생하기 전까지는 선형적인 변형률과 응력의 관계가 유지되다가 네킹이 발생하면 변형률이 급격하게 증가하면서 연신율이 나타나기 때문이다. 따라서 네킹이 발생하기 전까지의 공칭변형률과 연신율은 같다고 볼 수 있다.
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10. 축의 가운데 지점에 한 개의 회전체가 결합되어 있다. 이 축이 회전할 때, 축의 진동에 따른 위험속도(1차 고유진동수)를 증가시키는 방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 축의 길이를 증가시킨다.
  2. 회전체의 질량을 증가시킨다.
  3. 축의 지름을 증가시킨다.
  4. 탄성계수가 작은 소재로 축을 제작한다.
(정답률: 41%)
  • 회전체의 위험속도는 회전축의 1차 고유진동수에 영향을 받는데, 이는 회전축의 길이와 지름, 그리고 회전체의 질량과 탄성계수에 의해 결정된다. 따라서, 축의 길이를 증가시키는 것은 오히려 1차 고유진동수를 낮추어 위험속도를 감소시키는 효과가 있다. 또한, 회전체의 질량을 증가시키는 것은 위험속도를 증가시키는 방향으로 작용하므로, 축의 지름을 증가시키는 것이 가장 적절하다. 축의 지름을 증가시키면, 축의 강성이 증가하여 1차 고유진동수를 증가시키는 효과가 있기 때문이다.
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11. 모듈이 2이고 압력각이 20°이며 잇수가 각각 40, 80인 한 쌍의 표준 평기어가 맞물려 있을 때, 축간 거리[mm]는?

  1. 40
  2. 80
  3. 120
  4. 240
(정답률: 75%)
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12. V벨트 전동 장치에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 71%)
  • - "ㄱ" : V벨트는 원통형 풀리를 연결하여 회전력을 전달하는데 사용되는 벨트로, 전동기와 기계를 연결하여 전동 장치를 구동시키는 데 사용된다.
    - "ㄴ" : V벨트는 고무나 폴리우레탄 등으로 만들어져 있으며, 내구성이 뛰어나고 유지보수가 쉽다.
    - "ㄷ" : V벨트는 풀리의 직경이 다를 경우에도 사용이 가능하며, 벨트의 길이를 조절하여 전동 장치의 회전 속도를 조절할 수 있다.
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13. 버니어 캘리퍼스(vernier calipers)로 측정하는 것이 적절하지 않은 것은?

  1. 두께 15mm의 철판 두께
  2. M10 나사의 유효 지름
  3. 지름 18mm인 환봉의 외경
  4. 지름 30mm인 파이프 내경
(정답률: 71%)
  • 버니어 캘리퍼스는 길이, 두께, 지름 등을 측정하는 데 사용되지만, M10 나사의 유효 지름은 나사의 내부 지름을 측정해야 하기 때문에 적절하지 않습니다. 이 경우에는 나사 체결에 사용되는 별도의 도구나 측정기가 필요합니다.
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14. Taylor 공구수명식[VTn=C]에서 n=0.5, C=400인 경우, 절삭속도를 50% 감소시킬 때 공구수명의 증가율[%]은?

  1. 50
  2. 100
  3. 200
  4. 300
(정답률: 38%)
  • Taylor 공구수명식에서 VTn=C이므로, n=0.5, C=400인 경우 V(절삭속도)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    V(절삭속도) = C / VTn = 400 / V0.5

    절삭속도를 50% 감소시키면, 새로운 절삭속도 V'는 다음과 같다.

    V' = V / 2 = V * 0.5

    이때, 공구수명의 변화율 R은 다음과 같이 구할 수 있다.

    R = (V' / V - 1) * 100

    위 식에 V = 400 / V0.5를 대입하면,

    R = ((0.5 * 400 / V0.5) / (400 / V0.5) - 1) * 100

    R = (0.5 - 1) * 100

    R = -50

    따라서, 절삭속도를 50% 감소시키면 공구수명은 50% 감소한다. 이에 대한 증가율은 -50%이므로, 공구수명의 증가율은 300% 감소한다. 따라서, 정답은 "300"이다.
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15. 유압시스템에 사용되는 작동유의 점도가 너무 높을 때 발생하는 현상으로 옳지 않은 것은?

  1. 마찰에 의하여 동력 손실이 증가한다.
  2. 오일 누설이 증가한다.
  3. 관내 저항에 의해 압력이 상승한다.
  4. 작동유의 비활성화로 인해 응답성이 저하된다.
(정답률: 72%)
  • 오일의 점도가 너무 높을 경우, 유압 시스템 내부에서 오일의 움직임이 둔해져서 오일 누설이 증가하게 됩니다. 이는 시스템의 효율성을 저하시키고, 오일의 소모량을 증가시키며, 작동 부품의 수명을 단축시키는 등의 문제를 야기할 수 있습니다.
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16. 방전와이어컷팅에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 와이어 재료로는 황동 혹은 텅스텐 등이 사용된다.
  2. 방전가공과 달리 방전와이어컷팅에는 절연액이 필요하지 않다.
  3. 전극와이어와 피가공물 사이의 전기방전 시 나오는 열에너지에 의해 절단이 이루어진다.
  4. 재료가 전기도체이면 경도와 관계없이 가공이 가능하고 복잡한 형상의 가공도 가능하다.
(정답률: 59%)
  • "방전가공과 달리 방전와이어컷팅에는 절연액이 필요하지 않다."가 옳지 않은 것이다. 방전와이어컷팅에서도 전기방전을 일으키기 위해서는 전극와이어와 피가공물 사이에 절연액이 필요하다. 이는 전기방전을 일으키기 위한 전극와이어와 피가공물 사이의 접촉을 최소화하고, 전기방전이 일어날 때 발생하는 열에너지를 효과적으로 제어하기 위함이다.
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17. 연삭숫돌에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 연삭숫돌의 연마재 입자크기가 크면 표면거칠기가 좋아지고, 소재제거율이 커진다.
  2. 연삭숫돌 표면의 마모된 입자들을 조정하여 날카로운 입자들로 새롭게 생성하기 위한 공정을 드레싱(dressing)이라고 한다.
  3. 연삭숫돌을 날카롭게 할 뿐만 아니라 숫돌의 원형 형상과 직선 원주면을 복원하는 공정을 트루잉(truing)이라고 한다.
  4. 연삭숫돌의 결합제는 연마입자들을 결합시켜 연삭숫돌의 형상과 조직을 형성한다.
(정답률: 67%)
  • "연삭숫돌의 연마재 입자크기가 크면 표면거칠기가 좋아지고, 소재제거율이 커진다."가 옳은 설명이다. 입자크기가 크면 표면에 더 많은 마모를 가할 수 있기 때문에 표면거칠기가 좋아지고, 또한 소재제거율도 높아진다. 작은 입자를 사용하면 표면이 더 부드러워지고, 소재제거율도 낮아진다.
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18. 인베스트먼트 주조에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 왁스로 만들어진 모형 패턴은 주형을 만들기 위해 내열재로 코팅된다.
  2. 용융금속이 주입되어 왁스와 접촉하는 순간 왁스 모형 패턴은 녹아 없어진다.
  3. 로스트왁스공정이라고도 하며 소모성주형 주조공정이다.
  4. 정밀하고 세밀한 주물을 만들 수 있는 정밀주조공정이다.
(정답률: 55%)
  • "용융금속이 주입되어 왁스와 접촉하는 순간 왁스 모형 패턴은 녹아 없어진다." 이 설명은 옳은 설명입니다.

    왁스로 만들어진 모형 패턴은 주형을 만들기 위해 내열재로 코팅되고, 이후에 용융금속이 주입되어 왁스와 접촉하는 순간 왁스 모형 패턴은 녹아 없어지기 때문에 이 공정을 로스트왁스공정이라고도 합니다. 이 공정은 정밀하고 세밀한 주물을 만들 수 있는 정밀주조공정 중 하나입니다.
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19. 냉동기 주요 장치들의 역할을 순환 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. ㄱ→ㄴ→ㄹ→ㄷ
  2. ㄴ→ㄱ→ㄹ→ㄷ
  3. ㄷ→ㄱ→ㄴ→ㄹ
  4. ㄹ→ㄴ→ㄱ→ㄷ
(정답률: 59%)
  • 정답은 "ㄴ→ㄱ→ㄹ→ㄷ" 입니다.

    냉동기의 순환 순서는 압축기 → 냉매유분리기 → 콘덴서 → 냉매유분리기 → 기화기 입니다.

    ㄴ(압축기) → ㄱ(냉매유분리기) : 압축기에서 냉매를 압축하여 냉매의 온도와 압력을 높입니다. 이때 냉매와 함께 윤활유도 함께 압축되는데, 이를 분리하기 위해 냉매유분리기가 필요합니다.

    ㄱ(냉매유분리기) → ㄹ(콘덴서) : 냉매유분리기에서 냉매와 윤활유를 분리한 후, 냉매는 콘덴서로 이동합니다. 콘덴서에서는 냉매가 냉각되면서 압력이 낮아지고, 이때 냉매가 기화됩니다.

    ㄹ(콘덴서) → ㄷ(기화기) : 콘덴서에서 기화된 냉매는 기화기로 이동합니다. 기화기에서는 냉매가 증발하면서 온도가 낮아지고, 이때 냉매는 냉동기 내부를 순환하면서 냉각 작업을 수행합니다.
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20. 쾌속조형(RP, rapid prototyping)공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. STL(stereolithography)은 광경화성 액체 고분자 재료에 레이저 빔을 직접 주사하여 고체 고분자로 각 층을 경화시켜 플라스틱 부품을 제작하는 공정이다.
  2. FDM(fused-deposition modeling)은 가열된 압출헤드를 통해 왁스 또는 폴리머 재료의 필라멘트를 필요한 위치에 녹여 공급하는 방법으로 모델의 각 층을 완성하는 공정이다.
  3. SLS(selective laser sintering)는 이동하는 레이저 빔을 이용하여 열 용융성 분말을 소결시키는 형태로 한 층을 형성하고 이를 적층하여 고형의 제품을 만드는 공정이다.
  4. EBM(electron-beam melting)은 층으로 슬라이싱된 CAD 모델의 단면 형상대로 외곽선을 잘라 낸 시트 소재를 층층이 쌓아 올려 물리적 모델을 제작하는 공정이다.
(정답률: 52%)
  • EBM은 시트 소재를 사용하는 것이 아니라 전자 빔을 이용하여 분말을 용융시켜 층층이 쌓아 올려 물리적 모델을 제작하는 공정이므로, "EBM은 층으로 슬라이싱된 CAD 모델의 단면 형상대로 외곽선을 잘라 낸 시트 소재를 층층이 쌓아 올려 물리적 모델을 제작하는 공정이다."가 옳지 않은 설명이다.
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