9급 국가직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2022-04-02)

9급 국가직 공무원 기계일반
(2022-04-02 기출문제)

목록

1. 금속재료의 연성 및 취성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 온도가 올라가면 재료의 연성은 증가한다.
  2. 온도가 내려가면 재료의 취성은 증가한다.
  3. 높은 취성재료는 소성가공에 적합하지 않다.
  4. 탄소강에서는 탄소의 함량이 높아질수록 연성이 증가한다.
(정답률: 81%)
  • "탄소강에서는 탄소의 함량이 높아질수록 연성이 증가한다."는 옳지 않은 설명입니다. 탄소강에서는 탄소의 함량이 높아질수록 경도가 증가하고, 연성은 감소합니다. 이는 탄소가 고체 용해도가 높은 원소이기 때문에, 탄소가 많이 녹아들어가면 금속 구조가 불균일해지고 결정성장이 억제되어 경도가 증가하게 됩니다.
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2. 간접접촉에 의한 동력전달 방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 축간 거리가 멀 때 동력을 전달하는 방법이다.
  2. 타이밍 벨트 전동 방법은 정확한 회전비를 얻을 수 있다.
  3. 체인은 벨트 전동 방법보다 고속회전에 적합하며 진동 및 소음이 적다.
  4. 평벨트 전동 방법은 약간의 미끄럼이 생겨 두 축 간의 속도비가 변경될 수 있다.
(정답률: 86%)
  • "체인은 벨트 전동 방법보다 고속회전에 적합하며 진동 및 소음이 적다."라는 설명이 옳지 않은 것은, 체인은 벨트 전동 방법보다 고속회전에 적합하지만, 진동 및 소음이 적다는 것은 옳지 않습니다. 체인은 고속회전에 적합하며, 벨트보다는 진동 및 소음이 큽니다.
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3. 원추형 소재의 표면에 이(teeth)를 만들어 넣은 것으로 서로 교차하는 두 축 사이에 동력을 전달하기 위해 사용되는 기어는?

  1. 웜기어
  2. 베벨기어
  3. 스퍼기어
  4. 헬리컬기어
(정답률: 90%)
  • 원추형 소재의 표면에 이(teeth)를 만들어 넣은 것은 베벨기어의 특징입니다. 베벨기어는 서로 교차하는 두 축 사이에 동력을 전달하기 위해 사용되며, 원추형 표면에 이를 만들어 넣어서 효율적인 동력 전달을 가능하게 합니다. 따라서 정답은 "베벨기어"입니다.
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4. 단면적 500mm2, 길이 100mm의 금속시편에 축방향으로 인장하중 75kN이 작용했을 때, 늘어난 길이[mm]는? (단, 탄성계수는 40GPa, 항복강도는 250MPa이다.)

  1. 0.125
  2. 0.25
  3. 0.375
  4. 0.5
(정답률: 69%)
  • 먼저, 인장응력을 구해보겠습니다.

    인장응력 = 인장하중 / 단면적 = 75kN / 500mm^2 = 0.15N/mm^2

    다음으로, 탄성변형량을 구해보겠습니다.

    탄성변형량 = 인장응력 / 탄성계수 = 0.15N/mm^2 / 40GPa = 0.00000375

    마지막으로, 늘어난 길이를 구해보겠습니다.

    늘어난 길이 = 탄성변형량 * 원래 길이 = 0.00000375 * 100mm = 0.375mm

    따라서, 정답은 "0.375" 입니다.
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5. 금속의 미세 조직에서 결정립(grain)과 결정립계(grain boundary)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 결정립의 크기는 냉각속도에 반비례한다.
  2. 결정립이 작을수록 금속의 항복강도가 커진다.
  3. 결정립계는 결정립이 성장하면서 다른 결정립들과 분리되는 경계이다.
  4. 결정립계는 금속의 강도 및 연성과는 무관하나 가공경화에는 영향을 미친다.
(정답률: 78%)
  • 정답은 "결정립계는 금속의 강도 및 연성과는 무관하나 가공경화에는 영향을 미친다."가 아닌 "결정립계는 금속의 강도 및 연성과는 무관하지 않고, 결정립계의 수가 많을수록 금속의 강도는 감소한다."입니다.

    이유는 결정립계는 결정립들이 성장하면서 분리되는 경계이기 때문에 결정립의 크기와 함께 금속의 미세조직에 영향을 미치며, 결정립계의 수가 많을수록 금속의 강도는 감소합니다. 따라서 결정립계는 금속의 강도와 연성에 영향을 미치는 중요한 요소입니다.
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6. 기계재료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 비정질합금은 용융상태에서 급랭시켜 얻어진 무질서한 원자배열을 갖는다.
  2. 초고장력합금은 로켓, 미사일 등의 구조재료로 개발된 것으로 우수한 인장강도와 인성을 갖는다.
  3. 형상기억합금은 소성변형을 하였더라도 재료의 온도를 올리면 원래의 형상으로 되돌아가는 성질을 가진다.
  4. 초탄성합금은 재료가 파단에 이르기까지 수백 % 이상의 큰 신장률을 보이며 복잡한 형상의 성형이 가능하다.
(정답률: 66%)
  • 초탄성합금은 재료가 파단에 이르기까지 수백 % 이상의 큰 신장률을 보이며 복잡한 형상의 성형이 가능하다는 설명은 옳은 설명입니다.

    초탄성합금은 신축성이 매우 뛰어나고, 고온에서도 안정적인 성질을 가지며, 고강도와 고인성을 동시에 갖춘 재료입니다. 이러한 특성으로 인해 항공우주 산업에서는 로켓, 미사일 등의 구조재료로 널리 사용되고 있습니다.

    초탄성합금은 이러한 특성을 가지는 이유는, 재료 내부의 결정구조가 매우 섬세하게 조절되어 있기 때문입니다. 이러한 결정구조는 재료가 신축하거나 변형될 때, 이를 흡수하고 변형된 상태에서도 안정적인 성질을 유지할 수 있도록 도와줍니다. 또한, 이러한 결정구조는 재료가 파단에 이르기까지 수백 % 이상의 큰 신장률을 보일 수 있도록 하며, 복잡한 형상의 성형이 가능하도록 합니다.
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7. 축과 축을 연결하여 회전토크를 전달하는 기계요소가 아닌 것은?

  1. 클러치(clutch)
  2. 새들키(saddle key)
  3. 유니버셜 조인트(universal joint)
  4. 원통형 커플링(cylindrical coupling)
(정답률: 79%)
  • 새들키는 축과 축을 연결하는 기계요소가 아니라, 기계의 회전축을 고정하는 역할을 하는 부품입니다. 따라서 정답은 "새들키(saddle key)"입니다.
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8. 나사의 풀림방지 방법 중 로크너트(lock nut)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 홈붙이 6각 너트의 홈과 볼트 구멍에 분할핀을 끼워 너트를 고정한다.
  2. 너트의 옆면에 나사 구멍을 뚫고 멈춤나사를 박아 볼트의 나사부를 고정한다.
  3. 너트와 결합된 부품 사이에 일정한 축방향의 힘을 유지하도록 탄성이 큰 스프링 와셔를 끼운다.
  4. 2개의 너트로 충분히 조인 후 안쪽 너트를 반대방향으로 약간 풀어 바깥쪽 너트에 밀착시킨다.
(정답률: 71%)
  • 로크너트는 2개의 너트로 충분히 조인 후 안쪽 너트를 반대방향으로 약간 풀어 바깥쪽 너트에 밀착시키는 방법으로 풀림방지를 한다. 이는 안쪽 너트가 바깥쪽 너트에 밀착되어 있기 때문에 진동이나 충격으로 인해 나사가 풀리는 것을 방지할 수 있다.
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9. 다음 설명에 해당하는 용접법은?

  1. 가스 용접(gas welding)
  2. 아크 용접(arc welding)
  3. 테르밋 용접(thermit welding)
  4. 저항 용접(resistance welding)
(정답률: 87%)
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10. 주조법의 종류와 그 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 다이캐스팅(die casting)은 용탕을 고압으로 주형 공동에 사출하는 영구주형 주조방식이다.
  2. 원심 주조(centrifugal casting)는 주형을 빠른 속도로 회전시켜 발생하는 원심력을 이용한 주조방식이다.
  3. 셸 주조(shell molding)는 모래와 열경화성수지 결합제로 만들어진 얇은 셸 주형을 이용한 주조방식이다.
  4. 인베스트먼트 주조(investment casting)는 주형 표면에서 응고가 시작된 후에 주형을 뒤집어 주형 공동 중앙의 용탕을 배출함으로써 속이 빈 주물을 만드는 주조방식이다.
(정답률: 75%)
  • 인베스트먼트 주조(investment casting)는 주형 표면에서 응고가 시작된 후에 주형을 뒤집어 주형 공동 중앙의 용탕을 배출함으로써 속이 빈 주물을 만드는 주조방식이다. (이 설명은 옳은 설명입니다.)

    다이캐스팅(die casting), 원심 주조(centrifugal casting), 셸 주조(shell molding)에 대한 설명도 모두 옳은 설명입니다.
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11. 축과 관련된 기계요소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 저널(journal)은 회전운동을 하는 축에서 베어링(bearing)과 접촉하는 부분이다.
  2. 커플링(coupling)은 운전 중 결합을 풀거나 연결할 수 있는 축이음 기계요소이다.
  3. 구름베어링(rolling bearing)은 미끄럼베어링(sliding bearing)보다 소음이 발생하기 쉽다.
  4. 베어링(bearing)은 축에 작용하는 하중을 지지하면서 원활한 회전을 유지하도록 한다.
(정답률: 81%)
  • "커플링(coupling)은 운전 중 결합을 풀거나 연결할 수 있는 축이음 기계요소이다."가 옳지 않은 설명입니다. 커플링은 축과 축을 연결하는 기계요소로, 운전 중에도 결합을 유지하며 회전을 전달합니다. 따라서, "운전 중 결합을 풀거나 연결할 수 있는" 부분이 옳지 않은 설명입니다.
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12. 역학적 물리량을 SI 단위로 나타낸 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 일-[N·m]
  2. 힘-[kg·m/s2]
  3. 동력-[N·m/s]
  4. 에너지-[N·m/s2]
(정답률: 73%)
  • 에너지는 [N·m/s]가 아닌 [Joule(J)]이 올바른 단위입니다. 에너지는 일과 동력의 곱으로 나타낼 수 있으며, 일은 [N·m], 동력은 [N·m/s]로 나타내어지기 때문에 에너지는 [N·m/s]가 아닌 [N·m/s]의 단위인 [J]로 표시됩니다.
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13. 다음 가공공정 중 연마입자를 사용하여 가공물의 표면정도를 향상시키는 것은?

  1. 선삭
  2. 밀링
  3. 래핑
  4. 드릴링
(정답률: 89%)
  • 래핑은 연마입자를 사용하여 가공물의 표면을 연마하여 표면정도를 향상시키는 가공공정입니다. 따라서 정답은 "래핑"입니다.
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14. NC 공작기계에서 사용하는 코드에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. F코드: 주축모터 각속도 지령
  2. M코드: 주축모터 on/off 제어 지령
  3. T코드: 공구교환 등 공구 기능 지령
  4. G코드: 직선 및 원호 등 공구이송 운동을 위한 지령
(정답률: 72%)
  • F코드는 주축모터 각속도 지령이 아니라, 주축모터의 회전속도를 지정하는 지령입니다.
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15. 공구재료에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 세라믹 공구는 저온보다 고온에서 경도가 높아지는 장점이 있다.
  2. 다이아몬드 공구는 철계 금속보다 비철금속이나 비금속 가공에 적합하다.
  3. 파괴파손을 피하기 위해 인성(toughness)이 낮은 공구 재료가 유리하다.
  4. 고속도강은 초경합금보다 고온 경도가 높아 높은 절삭속도로 가공하기에 적합하다.
(정답률: 61%)
  • 다이아몬드 공구는 철계 금속보다 비철금속이나 비금속 가공에 적합하다. 이는 다이아몬드가 매우 경도가 높은 물질이기 때문에, 비철금속이나 비금속과 같이 경도가 낮은 물질을 가공할 때 더욱 효과적이기 때문이다.
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16. 유압 작동유에 기포가 발생할 경우 생기는 현상으로 옳은 것만을 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄱ, ㄷ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 53%)
  • ㄱ. 유압 작동유에 기포가 발생하면 유체의 압력이 감소하게 되어 작동력이 약해지거나 작동이 멈출 수 있습니다.
    ㄴ. 기포가 유압 실린더나 유압 모터 등의 작동부에 도달하면 작동부의 움직임이 불안정해지거나 정지할 수 있습니다.
    따라서, "ㄱ, ㄴ"이 정답입니다.
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17. 동일한 가공조건으로 연삭했을 때, 가장 좋은 표면거칠기를 얻을 수 있는 연삭 숫돌은? (단, 표면거칠기는 연마재의 입자크기에만 의존한다고 가정한다.)

  1. 25-A-36-L-9-V-23
  2. 35-C-50-B-8-B-51
  3. 45-A-90-G-5-S-45
  4. 51-C-70-Y-7-R-12
(정답률: 64%)
  • 연삭 숫돌의 표면거칠기는 연마재의 입자크기에 의존한다고 가정하였으므로, 가장 작은 입자크기를 가진 연마재를 사용해야 한다. 따라서 "45-A-90-G-5-S-45"가 가장 좋은 표면거칠기를 얻을 수 있는 연삭 숫돌이다.

    - 25-A-36-L-9-V-23: A는 알루미늄 산화물, L은 접착제, V는 밀도, 25는 입자크기를 나타내는 번호인데, 25는 상대적으로 큰 입자크기를 가진 연마재이므로 좋은 표면거칠기를 얻을 수 없다.
    - 35-C-50-B-8-B-51: C는 실리콘 카바이드, B는 분말형 연마재, 50은 입자크기를 나타내는 번호인데, 50은 중간 정도의 입자크기를 가진 연마재이므로 보통의 표면거칠기를 얻을 수 있다.
    - 45-A-90-G-5-S-45: A는 알루미늄 산화물, G는 글라스, S는 밀도, 45는 가장 작은 입자크기를 가진 연마재이므로 가장 좋은 표면거칠기를 얻을 수 있다.
    - 51-C-70-Y-7-R-12: C는 실리콘 카바이드, Y는 유리, R은 강화재, 51은 큰 입자크기를 가진 연마재이므로 좋은 표면거칠기를 얻을 수 없다.
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18. 폴리염화비닐, ABS, 인베스트먼트 주조용 왁스, 금속, 세라믹 등 재료를 분말형태로 사용하는 쾌속조형법은?

  1. 광조형법(stereolithography)
  2. 고체평면노광법(solid ground curing)
  3. 선택적 레이저소결법(selective laser sintering)
  4. 용융-용착모델링법(fused-deposition modeling)
(정답률: 68%)
  • 쾌속조형법 중 선택적 레이저소결법은 분말형태의 재료를 레이저로 조립하여 3D 모델을 만드는 방법입니다. 다른 쾌속조형법들은 각각 광을 이용한 경화, 고체 평면 노광, 용융 및 용착 등의 방법을 사용하지만, 선택적 레이저소결법은 레이저를 이용하여 분말을 조립하기 때문에 다른 방법들과 구분됩니다.
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19. 내연기관의 배기가스 유해성분에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 배기가스 재순환(EGR)율을 낮추면 질소산화물(NOx) 배출량이 감소한다.
  2. 3원촉매(three way catalytic converter)는 일산화탄소(CO), 탄화수소(HC), 질소산화물(NOx)을 정화할 수 있는 촉매이다.
  3. 경유 자동차의 배출가스 중에서 유해가스로 규제되는 성분 중 입자상 물질(PM: particulate matters)과 질소산화물(NOx)의 배출량이 많아 문제시되고 있다.
  4. 매연여과장치(DPF: diesel particulate filter trap)는 디젤기관에서 배출되는 입자상 물질(PM)을 80% 이상 저감할 수 있다.
(정답률: 74%)
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20. 전해연마(electrolytic polishing)의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 미세한 버(burr) 제거 작업에도 사용된다.
  2. 복잡한 형상, 박판부품의 연마가 가능하다.
  3. 표면에 물리적인 힘을 가하지 않고 매끄러운 면을 얻을 수 있다.
  4. 철강 재료는 불활성 탄소를 함유하고 있으므로 연마가 용이하다.
(정답률: 75%)
  • "철강 재료는 불활성 탄소를 함유하고 있으므로 연마가 용이하다."는 전해연마의 특징으로 옳지 않은 것입니다. 이유는 전해연마는 전기적인 방법으로 표면을 연마하는 것이기 때문에 표면의 물리적인 특성과는 무관하게 작동합니다. 따라서 철강 재료의 불활성 탄소 함량과는 관련이 없습니다.
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