9급 국가직 공무원 기계일반 필기 기출문제복원 (2024-03-23)

9급 국가직 공무원 기계일반 2024-03-23 필기 기출문제 해설

이 페이지는 9급 국가직 공무원 기계일반 2024-03-23 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

9급 국가직 공무원 기계일반
(2024-03-23 기출문제)

목록

1과목: 과목 구분 없음

1. 금속재료 표면에 주철이나 세라믹 입자를 분사하여 표면층에 압축잔류응력을 발생시키는 가공법은?

  1. 클래딩(cladding)
  2. 스퍼터링(sputtering)
  3. 숏피닝(shot peening)
  4. 진공증착(vacuum deposition)
(정답률: 84%)
  • 숏피닝은 금속 표면에 작은 구형의 샷을 고속으로 충돌시켜 소성 변형을 일으킴으로써, 균열 발생을 막는 압축 잔류응력층을 형성하는 가공법입니다.
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2. 다음 금속 중 융점이 가장 높고 고온에서 고강도 특성이 있어 전구의 필라멘트선이나 용접 전극으로 활용되는 것은?

  1. 아연
  2. 텅스텐
  3. 티타늄
  4. 마그네슘
(정답률: 77%)
  • 텅스텐은 융점이 $3422^{\circ}C$로 모든 금속 원소 중에서 가장 높으며, 고온에서도 고강도 특성을 유지하기 때문에 전구의 필라멘트선이나 용접 전극으로 사용됩니다.
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3. 연강의 인장시험에서 응력과 변형률에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 진응력은 재료에 작용하는 하중을 순간 단면적으로 나눈 값이다.
  2. 극한강도는 재료가 파괴되지 않고 견딜 수 있는 최대 공칭응력이다.
  3. 비례한도 이하에서는 응력과 변형률 사이에 훅의 법칙(Hooke's law)이 적용된다.
  4. 탄성변형은 하중을 제거하여도 변형이 그대로 유지된다.
(정답률: 75%)
  • 탄성변형은 하중을 제거하면 원래의 상태로 완전히 복원되는 변형을 말합니다. 따라서 하중을 제거하여도 변형이 그대로 유지된다는 설명은 틀린 것입니다.
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4. 응력집중을 완화하기 위한 설계 방안으로 옳지 않은 것은?

  1. 표면 거칠기 값을 작게 한다.
  2. 단면 변화를 완만하게 한다.
  3. 응력 흐름이 급격하게 되도록 한다.
  4. 단이 진 부분의 필렛 반지름을 크게 한다.
(정답률: 76%)
  • 응력집중을 방지하기 위해서는 구조적 불연속성을 줄여 응력 흐름을 최대한 완만하게 만들어야 합니다. 따라서 응력 흐름이 급격하게 되도록 하는 것은 응력집중을 심화시키는 잘못된 설계 방안입니다.

    오답 노트
    표면 거칠기 값을 작게 함: 표면 결함에 의한 응력 집중 감소
    단면 변화를 완만하게 함: 급격한 단면 변화 억제로 응력 분산
    필렛 반지름을 크게 함: 모서리 곡률을 높여 응력 집중 완화
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5. 베어링의 호칭 번호가 '6212ZZ'일 때, 내륜에 조립되는 축의 기준 치수[mm]는?

  1. ø12
  2. ø24
  3. ø60
  4. ø62
(정답률: 66%)
  • 베어링 호칭 번호의 마지막 두 자리는 내경 치수를 결정하며, 번호가 04 이상일 때는 내경 치수 $d = 5 \times \text{번호}$ 공식을 적용합니다.
    ① $d = 5 \times B$
    ② $d = 5 \times 12$
    ③ $d = 60$
    따라서 내륜에 조립되는 축의 기준 치수는 $\text{ø}60$입니다.
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6. 회전수가 N[rpm]이고 전달 토크가 T[Nㆍm]인 축의 전달 동력[W]은?

(정답률: 58%)
  • 축의 전달 동력 $P$는 토크 $T$와 각속도 $\omega$의 곱으로 계산하며, 회전수 $N$을 각속도로 변환하여 적용합니다.
    ① [기본 공식] $P = T \times \omega = T \times \frac{2\pi N}{60}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{2\pi TN}{60}$
    ③ [최종 결과] $P = \frac{\pi TN}{30}$
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7. (가)와 같이 테이퍼진 공작물을 선반가공으로 만들기 위해서 (나)와 같이 심압대를 편위할 때, 심압대 편위량(e)은?

(정답률: 44%)
  • 테이퍼진 공작물을 가공하기 위해 심압대를 편위시킬 때, 편위량 $e$는 전체 길이 $L$과 테이퍼 각도 $\theta$의 관계를 통해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $e = L \sin(\theta)$
    ② [숫자 대입] $\theta = \tan^{-1}(\frac{D-d}{2l}) \text{ 이므로 } e = L \sin[\tan^{-1}(\frac{D-d}{2l})]$
    ③ [최종 결과] $e = L \sin[\tan^{-1}(\frac{D-d}{2l})]$
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8. 소성가공에 해당하지 않는 것은?

  1. 압연가공
  2. 인발가공
  3. 프레스가공
  4. 플레이너가공
(정답률: 81%)
  • 소성가공은 재료에 큰 변형을 주어 모양을 만드는 가공법으로 단조, 전조, 인발, 압출, 압연, 프레스가공, 제관 등이 포함됩니다.

    오답 노트
    플레이너가공: 재료를 깎아내는 절삭가공에 해당합니다.
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9. 주물사의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 입자가 작으면 통기성이 좋아진다.
  2. 입자가 작으면 주물의 표면이 우수해진다.
  3. 고온에서 견딜 수 있도록 내화성이 커야 한다.
  4. 주물사에 점결제(binder)를 혼합하면 성형성이 향상된다.
(정답률: 70%)
  • 주물사의 입자가 작아지면 입자 사이의 간격(공극)이 줄어들어 가스가 빠져나가는 통기성이 오히려 나빠집니다.

    오답 노트
    입자가 작으면 주물의 표면이 우수해진다: 입자가 고울수록 표면 조도가 향상됩니다.
    내화성이 커야 한다: 고온의 쇳물에 견뎌야 하므로 필수적입니다.
    점결제를 혼합하면 성형성이 향상된다: 결합력을 높여 형태 유지가 쉬워집니다.
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10. 잔류응력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 압축잔류응력은 피로수명을 향상시킨다.
  2. 인장잔류응력은 파괴강도를 저하시킨다.
  3. 압축잔류응력은 응력균열을 발생시킨다.
  4. 잔류응력은 풀림 처리를 통해 제거될 수 있다.
(정답률: 48%)
  • 압축잔류응력은 피로균열의 생성과 전파를 억제하여 오히려 응력균열을 방지하는 긍정적인 역할을 합니다.
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11. 회전하는 주형을 이용하여 파이프, 관, 실린더 라이너 등과 같이 속이 빈 주물을 제작하는 데 적합한 주조법은?

  1. 셸 주조
  2. 진원심 주조
  3. 다이캐스팅 주조
  4. 인베스트먼트 주조
(정답률: 69%)
  • 진원심 주조는 용기를 회전시켜 발생하는 원심력을 이용해 쇳물을 내벽으로 밀어내어, 파이프나 실린더 라이너 같은 중공(속이 빈) 형상을 제작하는 방식입니다.
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12. 압입자로 재료를 눌렀을 때 생기는 압입 자국을 이용한 경도 시험법이 아닌 것은?

  1. 쇼어(Shore) 경도 시험법
  2. 브리넬(Brinell) 경도 시험법
  3. 비커스(Vickers) 경도 시험법
  4. 로크웰(Rockwell) 경도 시험법
(정답률: 70%)
  • 브리넬, 비커스, 로크웰 경도 시험법은 모두 압입자를 재료에 눌러 생긴 자국의 크기나 깊이를 측정하는 압입 경도 시험법입니다.

    오답 노트
    쇼어 경도 시험법: 다이아몬드 추를 낙하시켜 반발 높이를 측정하는 반발 경도 시험법입니다.
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13. 외접 기어펌프에서 발생할 수 있는 오일 폐입(trapping) 현상을 예방하기 위한 방법만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
(정답률: 40%)
  • 기어펌프의 폐입(trapping) 현상은 기어 맞물림 시 밀폐된 공간이 생기는 현상으로, 이를 방지하기 위해 정현파(sine curve) 형태의 특수한 치형을 사용하거나 기어 맞물림 부분의 측판에 릴리프 홈을 만들어 오일이 빠져나갈 길을 만들어주어야 합니다.
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14. 유압 작동유의 점도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 유압 작동유의 온도가 상승하면 점도가 낮아진다.
  2. 점도 지수가 클수록 온도에 따른 점도 변화가 작아진다.
  3. 유압 작동유의 점도가 낮아질수록 제어밸브의 누설이 증가한다.
  4. 유압 작동유의 점도가 높아질수록 유압펌프의 효율이 증가한다.
(정답률: 61%)
  • 작동유의 점도가 높아지면 유동 저항과 내부 마찰이 증가하여 동력 손실이 커지고, 결과적으로 유압 펌프의 체적 효율이 저하됩니다.
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15. 이미 생성된 구멍을 선반가공으로 확대할 때 적합한 것은?

  1. 널링(knurling)
  2. 보링(boring)
  3. 슬로팅(slotting)
  4. 단면절삭(facing)
(정답률: 78%)
  • 보링(boring)은 이미 뚫려 있는 구멍의 내경을 정밀하게 넓히거나 다듬는 선반 가공 공정입니다.
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16. 냉동기의 냉매가 가져야 할 조건으로 옳은 것만을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄹ
  3. ㄴ, ㄷ
  4. ㄴ, ㄹ
(정답률: 44%)
  • 냉매는 저온에서도 증발압력이 대기압보다 커야 하며, 임계온도가 높고 상온에서 액화가 가능해야 효율적인 냉동 사이클을 구현할 수 있습니다.

    오답 노트
    표면장력이 커야 한다: 표면장력이 작아야 증발이 잘 됩니다.
    비열비가 커야 한다: 비열비가 낮을수록 냉동 효과가 좋습니다.
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17. 압출공정에서 발생하는 결함이 아닌 것은?

  1. 수축공
  2. 표면균열
  3. 파이핑 결함
  4. 중심부 결함
(정답률: 53%)
  • 압출공정의 주요 결함으로는 마찰과 열에 의한 표면균열, 불순물이 중심부로 끌려 들어가는 파이핑 결함, 금속 유동 속도 차이로 인한 중심부 결함이 있습니다.

    오답 노트
    수축공: 주조 공정에서 응고 시 수축으로 인해 발생하는 결함입니다.
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18. 평벨트 전동에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 벨트와 풀리 사이의 마찰이 없으면 장력비는 1이다.
  2. 림의 중앙부를 높게 하여 벨트의 이탈을 방지할 수 있다.
  3. 바로 걸기에서 벨트의 이완부가 위로 가면 접촉각이 감소한다.
  4. 유효장력이 증가하면 크리핑(creeping) 현상이 발생할 수 있다.
(정답률: 43%)
  • 평벨트의 바로 걸기 방식에서 벨트의 이완부가 위로 가게 되면 풀리와의 접촉각이 오히려 증가하게 됩니다.
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19. 다음 설명에 해당하는 제조 방법은?

  1. 폴리젯(polyjet)
  2. 광조형법(stereolithography)
  3. 융해용착모델링(fused-deposition modeling)
  4. 박판적층공정(laminated-object manufacturing)
(정답률: 54%)
  • 박판적층공정(laminated-object manufacturing)은 종이나 폴리머 같은 얇은 판 형태의 재료를 접착제나 열로 한 층씩 쌓아 3차원 형상을 만드는 방식입니다. 재료 자체가 지지대 역할을 하므로 별도의 지지구조(support)가 필요하지 않은 것이 특징입니다.
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20. 다음과 같은 특성을 가진 열처리는?

  1. 풀림 처리(annealing)
  2. 침탄 처리(carburizing)
  3. 불림 처리(normalizing)
  4. 심냉 처리(sub-zero treatment)
(정답률: 66%)
  • 심냉 처리(sub-zero treatment)는 $0^{\circ}C$이하의 낮은 온도에서 열처리하여 경화된 강 속의 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트로 변환시키는 공정입니다. 이를 통해 공구강의 경도를 높이고 성능을 향상시키며, 시효(aging)에 의한 형상 및 치수 변화를 방지할 수 있습니다.
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