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

9급 국가직 공무원 기계일반 2020-07-11 필기 기출문제 해설

이 페이지는 9급 국가직 공무원 기계일반 2020-07-11 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

9급 국가직 공무원 기계일반
(2020-07-11 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 대표적인 구리합금 중 황동(brass)의 주성분은?

  1. Cu, Pb
  2. Cu, Sn
  3. Cu, Al
  4. Cu, Zn
(정답률: 82%)
  • 황동(brass)은 구리(Cu)와 아연(Zn)의 합금입니다.
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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: 91%)
  • 볼트, 너트, 리벳, 키는 부품 간을 고정하거나 결합하는 체결용 기계요소이지만, 스프링은 탄성을 이용하여 에너지를 저장하거나 충격을 흡수하는 제동/탄성용 기계요소에 해당합니다.
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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: 70%)
  • 아이어닝(ironing)은 펀치와 다이 사이의 간극을 컵의 벽 두께보다 얇게 설정하여, 제품이 통과할 때 금속을 늘림으로써 벽 두께를 얇고 균일하게 만드는 공정입니다.
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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: 57%)
  • 행정은 피스톤이 실린더 내에서 움직이는 거리로, 상사점(TDC)과 하사점(BDC) 사이의 거리를 의미합니다.

    오답 노트
    상사점: 피스톤이 최상단에 위치하여 체적이 최소가 되는 지점
    행정체적: 1행정 동안 피스톤이 밀어내는 실린더 체적
    간극체적: 피스톤이 상사점에 있을 때 남은 실린더 체적
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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: 53%)
  • 소성 변형 시 체적이 일정하다는 조건($$V_0 = V$$) 하에서 진변형률 $\epsilon$은 길이, 단면적, 직경의 관계로 나타낼 수 있습니다.
    진변형률의 기본 정의는 다음과 같습니다.
    $$\epsilon = \ln(\frac{l}{l_0}) = \ln(\frac{A_0}{A}) = \ln(\frac{D_0^2}{D^2}) = 2\ln(\frac{D_0}{D})$$
    따라서 $\ln(\frac{D}{D_0})$는 진변형률의 정의와 부호가 반대이므로 옳지 않습니다.
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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: 71%)
  • 담금질(quenching)은 강을 오스테나이트 상태로 가열한 후 급냉시켜 페라이트가 아닌 매우 단단한 마르텐사이트(martensite) 조직으로 변태시켜 경도를 높이는 열처리 공정입니다.

    오답 노트
    풀림: 서냉을 통한 응력 제거 및 연화 공정으로 옳음
    뜨임: 취성 감소 및 인성 부여 공정으로 옳음
    불림: 공냉을 통한 조직 균질화 및 기계적 성질 향상 공정으로 옳음
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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: 64%)
  • 구름 베어링은 볼이나 롤러와 같은 전동체가 회전하며 하중을 지지하므로 미끄럼 베어링에 비해 진동과 소음이 발생하기 쉬운 특성이 있습니다.

    오답 노트
    하중 지지: 구름 베어링 중에도 추력/방사 하중 동시 지지 가능함
    윤활: 미끄럼 베어링은 유막 형성을 위해 윤활 관리가 매우 중요함
    사용처: 구름 베어링은 마찰이 적어 고속 회전부에, 미끄럼 베어링은 충격 하중 지지에 유리함
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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: 77%)
  • 블로우성형(blow molding)은 가열된 플라스틱 튜브(파리손) 내부에 압축 공기를 불어넣어 금형 벽면에 밀착시켜 중공(속이 빈) 형태의 제품을 만드는 방식으로, 페트병과 같은 얇은 용기 생산에 최적화된 방법입니다.
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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: 58%)
  • 재료의 연신율은 네킹이 일어난 시점의 공칭변형률과 같은 것이 아니라, 네킹 발생 이후 파단될 때까지의 변형을 포함하여 공칭변형률에 1을 더한 값과 같습니다.

    오답 노트
    비례한도 내 관계: 탄성계수(기울기) 정의로 옳음
    진응력-진변형률: log-log 척도에서 네킹 전까지 선형적임
    항복점: 0.2% 오프셋(Offset)법 설명으로 옳음
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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: 48%)
  • 위험속도(고유진동수)는 축의 강성이 클수록, 회전체의 질량이 작을수록 증가합니다. 축의 지름을 키우면 강성이 증가하여 위험속도가 높아집니다.

    오답 노트
    축의 길이 증가: 강성 감소 $\rightarrow$ 위험속도 감소
    회전체 질량 증가: 관성 증가 $\rightarrow$ 위험속도 감소
    탄성계수 작은 소재: 강성 감소 $\rightarrow$ 위험속도 감소
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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: 80%)
  • 두 평기어가 맞물릴 때 축간 거리는 두 기어 피치원 반지름의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $C = \frac{m(z_{1} + z_{2})}{2}$
    ② [숫자 대입] $C = \frac{2(40 + 80)}{2}$
    ③ [최종 결과] $C = 120$
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12. V벨트 전동 장치에 대한 설명으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ
  2. ㄱ, ㄴ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
(정답률: 75%)
  • V벨트는 마찰력이 커서 미끄럼이 적고 큰 동력을 전달할 수 있으며, 고속 운전이 가능하고 조용하다는 특징이 있습니다.

    오답 노트
    엇걸기: V벨트는 구조상 바로걸기만 가능하며 엇걸기는 불가능합니다.
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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: 76%)
  • 버니어 캘리퍼스는 물체의 외경, 내경, 깊이, 두께 등을 측정하는 범용 측정기입니다. 하지만 나사의 유효 지름과 같이 정밀한 특수 치수는 전용 측정기(나사 마이크로미터 등)를 사용해야 합니다.
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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: 42%)
  • Taylor 공구수명식에서 절삭속도가 감소하면 수명은 지수적으로 증가합니다. 속도가 50% 감소($$0.5V$$)하면 수명은 $1/0.5^{1/n}$ 배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $T_{2} = T_{1} \times (\frac{V_{1}}{V_{2}})^{\frac{1}{n}}$
    ② [숫자 대입] $T_{2} = T_{1} \times (\frac{1}{0.5})^{\frac{1}{0.5}} = T_{1} \times 2^{2} = 4T_{1}$
    ③ [최종 결과] $증가율 = (4 - 1) \times 100 = 300\%$
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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: 77%)
  • 작동유의 점도가 너무 높으면 끈적임이 심해져 마찰 손실과 관내 저항이 증가하고 응답성이 떨어집니다. 반대로 오일 누설이 증가하는 현상은 점도가 너무 낮아져 유체가 묽어졌을 때 발생합니다.
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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: 66%)
  • 방전와이어컷팅은 공구의 형태만 와이어로 바뀐 방전가공의 일종입니다. 따라서 전기방전 시 발생하는 찌꺼기(슬러지)를 배출하고 냉각 및 절연을 유지하기 위해 반드시 절연액이 필요합니다.
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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: 70%)
  • 연삭숫돌의 연마재 입자 크기가 클수록 한 번에 깎아내는 양이 많아져 소재제거율은 커지지만, 표면은 더 거칠어지게 됩니다.

    오답 노트
    드레싱: 마모된 입자를 제거하여 날카로운 새 입자를 노출시키는 공정
    트루잉: 숫돌의 형상과 진원도를 복원하는 공정
    결합제: 연마 입자들을 고정하여 숫돌의 조직을 형성하는 물질
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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: 62%)
  • 인베스트먼트 주조(로스트왁스 공정)는 왁스 모형을 먼저 가열하여 녹여낸 후, 그 빈 공간에 용융금속을 주입하는 방식입니다. 따라서 용융금속이 주입되어 왁스와 접촉하는 순간 왁스가 녹는 것이 아니라, 금속 주입 전에 이미 왁스는 제거되어 있어야 합니다.
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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: 61%)
  • 냉동 사이클은 압축 $\rightarrow$ 응축 $\rightarrow$ 팽창 $\rightarrow$ 증발 순으로 진행됩니다.
    ㄴ. 압축기: 저온 저압의 기체 냉매를 흡입하여 압력을 상승시킴
    ㄱ. 응축기: 고온 고압의 가스를 냉각하여 액체로 응축시킴
    ㄹ. 팽창밸브: 고온 고압의 액체를 팽창시켜 저온 저압의 혼합 매체로 만듦
    ㄷ. 증발기: 저온 저압의 냉매를 증발시켜 주위의 열을 흡수함
    따라서 순서는 ㄴ $\rightarrow$ ㄱ $\rightarrow$ ㄹ $\rightarrow$ ㄷ 입니다.
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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: 58%)
  • EBM(electron-beam melting)은 전자빔 에너지를 사용하여 금속 분말을 녹여 시제품을 제조하는 기술입니다.

    오답 노트
    EBM 설명에 제시된 '시트 소재를 층층이 쌓아 올리는 공정'은 박판적층법(LOM)에 대한 설명입니다.
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