2009년도 지방직 9급 기계일반 문제, 정답, 해설입니다. 질문, 오류 등 궁금사항이 있으면 댓글 남겨주세요.
<문제>
<전체정답>
42131 / 41323 / 31412 / 24332
<해설>
문 1. 다음 중 상온에서 소성변형을 일으킨 후에 열을 가하면 원래의 모양으로 돌아가는 성질을 가진 재료는?
① 비정질합금
② 내열금속
③ 초소성재료
④ 형상기억합금
답 : ④
형상기억합금에 대한 설명이다.
① 비정질합금은 결정을 이루지 않고 원자들이 무질서하게 배열된 상태의 금속을 말한다.
② 내열금속은 열에도 변형이나 성질 변화 없이 강한 금속을 말한다.
③ 초소성재료는 연성이 매우 커서 수십~수천배로 늘어날 수 있는 성질을 가진 재료를 말한다.
문 2. 순철은 상온에서 체심입방격자이지만 912 °C 이상에서는 면심입방격자로 변하는데 이와 같은 철의 변태는?
① 자기변태
② 동소변태
③ 변태점
④ 공석변태
답 : ②
동소변태에 대한 설명이다. 912℃에서는 α철(체심입방격자)이 γ철(오스테나이트, 면심입방격자)로 변한다.
※철의 변태점
A0변태점 : 210℃, 시멘타이트의 자기변태점.
A1변태점 : 723℃, 공석변태(동소변태)점, 순철에는 없다.
A2변태점 : 768℃, 순철의 자기변태점(퀴리점).
A3변태점 : 912℃(α→γ 동소변태점)
A4변태점 : 1400℃(γ→δ 동소변태점)
문 3. 다음 중 비소모성전극 아크용접에 해당하는 것은?
① 가스텅스텐아크 용접(GTAW) 또는 TIG 용접
② 서브머지드아크 용접(SAW)
③ 가스금속아크 용접(GMAW) 또는 MIG 용접
④ 피복금속아크 용접(SMAW)
답 : ①
※비소모성 전극을 사용하는 용접 : 텅스텐아크용접(TIG), 플라즈마아크용접, 탄소아크용접, 원자수소용접, 플래시용접
문 4. 연삭가공에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 숫돌의 3대 구성요소는 연삭입자, 결합제, 기공이다.
② 마모된 숫돌면의 입자를 제거함으로써 연삭능력을 회복시키는 작업을 드레싱(dressing)이라 한다.
③ 숫돌의 형상을 원래의 형상으로 복원시키는 작업을 로우딩(loading)이라 한다.
④ 연삭비는 (연삭에 의해 제거된 소재의 체적) / (숫돌의 마모체적)으로 정의된다.
답 : ③
트루잉(truing)에 대한 설명이다.
드레싱 - 숫돌표면에서 로딩/글레이징이 일어난 부분을 제거하여 예리한 날이 나타나도록 하는 것.
트루잉 - 숫돌표면을 일정한 두께만큼 제거하여 형상을 다듬는 작업이며 드레싱도 같이 된다.
문 5. 다음 중 기계재료가 갖추어야 할 일반적 성질과 관계가 먼 것은?
① 힘을 전달하는 기구학적 특성
② 주조성, 용접성, 절삭성 등의 가공성
③ 적정한 가격과 구입의 용이성 등의 경제성
④ 내마멸성, 내식성, 내열성 등의 물리화학적 특성
답 : ①
힘을 전달하는 기구학적 특성은 기계재료의 일반적 성질에 해당하지 않는다.
※기계재료가 갖추어야 할 일반적인 성질
1) 가공성(주조성, 소성가공성, 절삭성, 용접성), 열처리성, 표면처리성 등
2) 물리화학적 특성(내열성, 내식성, 내마멸성 등)
3) 경제적 특성(가격, 구입의 용이성, 생산성 등)
문 6. 다음 중 구름 베어링이 미끄럼 베어링보다 좋은 이유로 옳지 않은 것은?
① 표준화된 규격제품이 많아 교환성이 좋다.
② 베어링의 너비를 작게 제작할 수 있어 기계의 소형화가 가능하다.
③ 동력 손실이 적다.
④ 큰 하중이 작용하는 기계장치에 사용되며 설치와 조립이 쉽다.
답 : ④
구름 베어링은 고하중에 부적합하다. 다만 설치와 조립이 간편하다.
※미끄럼베어링과 구름베어링
미끄럼베어링 - 유막형성이 늦은 경우 기동토크가 크다. 유막에 의한 감쇠력이 크고 충격에 강하다. 강성이 작다. 마찰계수 및 동력손실이 크다.(유체마찰), 구조가 간단, 고속, 공진속도 이상 운전가능, 바깥지름이 작고 폭이 크다, 윤활필요, 진동 및 소음 발생 없음, 하중이 클 때 적합, 규격화가 되어있지 않고 교환성이 좋지 않음, 저널의 길이가 길다, 고온에 약함, 저가, 제작시 전문지식이 필요
구름베어링 - 기동토크가 작다. 감쇠력이 작고 충격에 약하다. 강성이 크다. 마찰계수 및 동력손실이 작다.(구름마찰), 구조가 복잡, 저속, 공진속도 내 운전, 바깥지름이 크고 폭이 작다. 윤활필요x, 진동 및 소음 발생, 고하중에 부적합, 규격화가 되어있어 교환성이 좋음, 저널의 길이가 짧다, 고온에 강하다, 고가, 설치가 간편
문 7. 다음은 도면상에서 나사 가공을 지시한 예이다. 각 기호에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
4－M8 × 1.25
① 4는 나사의 등급을 나타낸 것이다.
② M은 나사의 종류를 나타낸 것이다.
③ 8은 나사의 호칭지름을 나타낸 것이다.
④ 1.25는 나사의 피치를 나타낸 것이다.
답 : ①
4는 나사의 줄 수를 나타낸 것이다. 위 표시법에서 나사의 등급은 생략되어 있다.
※나사의 표시법 : 감김방향(생략 시 오른나사) - 줄수 - 호칭 - 등급 (ex. R 2N M50×2 6H)
문 8. 다음 중 축의 위험속도와 가장 관련이 깊은 것은?
① 축에 작용하는 최대 비틀림모멘트
② 축 베어링이 견딜 수 있는 최고회전속도
③ 축의 고유진동수
④ 축에 작용하는 최대 굽힘모멘트
답 : ③
축의 위험속도는 회전 시 축의 고유진동수에 근접하여 진동하게 되면 축의 처짐이 상당히 커지는 공진(resonance)이 일어나는 것과 관계 있다.
문 9. 다음 중 구성인선이 발생되지 않도록 하는 노력으로 적절한 것은?
① 바이트의 윗면 경사각을 작게 한다.
② 윤활성이 높은 절삭제를 사용한다.
③ 절삭깊이를 크게 한다.
④ 절삭속도를 느리게 한다.
답 : ②
구성인선의 방지법 6가지 : 공구 윗면경사면에 윤활, 경사각을 크게, 절삭속도를 크게, 절삭깊이를 작게, 공구반경을 작게, 이송을 작게
① 경사각을 크게 해야 한다.
③ 절삭깊이를 작게 해야 한다.
④ 절삭속도를 크게 해야 한다.
문 10. 수치제어(NC : numerical control) 프로그램에 포함되지 않는 가공정보는?
① 공구 오프셋(offset) 량
② 절삭속도
③ 절삭 소요시간
④ 절삭유제 공급여부
답 : ③
절삭 소요시간은 수치제어로 조절할 수 없다.
① G41(왼쪽 인선반경 보정), G42(오른쪽 인선반경 보정)에 해당하는 내용이다.
② G00(급속이송, 최대 이동 속도의 0%, 25%, 50%, 100%로 조절 가능)에 해당하는 내용이다.
④ M08(절삭유ON), M09(절삭유OFF)에 해당하는 내용이다.
문 11. 스프링 상수가 200 [N/mm]인 접시 스프링 8개를 아래 그림과 같이 겹쳐 놓았다. 여기에 200 [N]의 압축력(F)을 가한다면 스프링의 전체 압축량 [mm]은?
① 0.125
② 1.0
③ 2.0
④ 8.0
답 : ③
접시 스프링에서 2개씩 병렬(같은 방향)로 연결 된 형체 4개가 각각 직렬(다른 방향)로 연결 되어 있다.
k=200N/mm인 스프링 2개가 병렬 연결 되어있으면 2배로 증가하여 k=400N/mm가 되고, 이들이 4개씩 직렬 연결 되어있으면 1/4배로 감소하여 k=100N/mm가 된다.
문 12. 인베스트먼트 주조(investment casting)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 제작공정이 단순하여 비교적 저비용의 주조법이다.
② 패턴을 내열재로 코팅한다.
③ 패턴은 왁스, 파라핀 등과 같이 열을 가하면 녹는 재료로 만든다.
④ 복잡하고 세밀한 제품을 주조할 수 있다.
답 : ①
인베스트먼트 주조법은 제작공정이 복잡하고 고비용이기 때문에 경제성이 낮다.
문 13. 유압장치에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 유량의 조절을 통해 무단 변속 운전을 할 수 있다.
② 파스칼의 원리에 따라 작은 힘으로 큰 힘을 얻을 수 있는 장치제작이 가능하다.
③ 유압유의 온도 변화에 따라 액추에이터의 출력과 속도가 변화되기 쉽다.
④ 공압에 비해 입력에 대한 출력의 응답속도가 떨어진다.
답 : ④
출력의 응답속도는 유압이 공압에 비해 빠르다.
유압의 특징 : 작동액체로는 오일이나 물 등이 사용된다. 위치제어가 정확하고 힘 및 동력이 크고 제어 및 원격조작이 용이하다. 신호에 대한 응답이 빠르고 무단변속이 가능하다. 동력원, 펌프, 탱크 등이 필요하고 소형화가 어렵고, 오염/누유/인화의 우려가 있다. 온도 및 점도에 의한 영향을 크게 받는다.
문 14. 지름이 d이고 길이가 L인 전동축이 있다. 비틀림모멘트에 의해 발생된 비틀림각이 α라고 할 때 이 축의 비틀림각을 α/4로 줄이고자 한다면 축의 지름을 얼마로 변경해야 하겠는가?
① √2 d
② 2d
③ ³√4d
④ 4d
답 : ①
비틀림각을 1/4배로 줄이고자 한다면 Ip를 4배로 늘려야 하며, 따라서 지름 d를 기존의 √2배로 늘려야 한다.
문 15. 원심펌프에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 비속도를 성능이나 적합한 회전수를 결정하는 지표로 사용할 수 있다.
② 펌프의 회전수를 높임으로서 캐비테이션을 방지할 수 있다.
③ 송출량 및 압력이 주기적으로 변화하는 현상을 서징현상이라 한다.
④ 평형공(balance hole)을 이용하여 축추력을 방지할 수 있다.
답 : ②
펌프의 회전수를 낮춤으로써 캐비테이션을 방지할 수 있다.
① 비속도란, 임펠러가 1분당 1m³의 유량을 1m만큼 끌어올리는 데 필요한 회전수를 말하며 펌프의 성능이나 적합한 회전수를 결정하는 지표로 사용할 수 있다. 비속도의 단위는 rpm·mm³/min·m으로 나타낸다.
비속도는 다음과 같은 공식을 통해 구할 수 있다. (Ns : 비속도, N : 펌프의 회전수(rpm), Q : 펌프유량(m³/min), H : 전양정(m)
※유압펌프의 이상현상
1)공동(cavitation)현상 : 펌프 흡입구에서 압력 강하에 의해 압력이 포화증기압보다 낮아져 증기(기포)가 발생
2)서징(surging)현상 : 송출량, 송출압력의 주기적인 변동 및 진동과 소음 발생
3)수격(water hammering)현상 : 유속이 급히 바뀌어 압력이 높아지면서 배관과 펌프에 손상
4)과열(overheating)현상 : 토출량이 극히 작을 때 동력이 열로 전환되어 수온 상승
5)축추력(axial thrust force) : 축방향 추력에 의해 동력소모 증가 및 마모 발생
※유압펌프의 이상현상 방지법
1)공동(cavitation)현상 : 펌프의 회전수와 비속도를 작게 한다. 펌프유량을 줄이고 펌프의 위치를 낮게 설치한다. 펌프의 마찰손실을 줄인다.(유량 및 배관길이를 작게, 관 내경을 크게)
2)서징(surging)현상 : 회전차나 안내깃을 교체, 잔류공기 제거, 배관의 단면적 및 유량을 변화시킴, 유량조절밸브를 토출측 직후에 설치한다.
3)수격(water hammering)현상 : 유속을 낮추고, 플라이휠/조압수조/수격방지기 등을 사용한다. 유량조절밸브를 토출측 직후에 설치한다.
4)과열(overheating)현상 : 수온상승 방지장치 설치
5)축추력(axial thrust force) : 평형공, 평형원판, 웨어링 링, 스러스트베어링, 밸런스홀, 양흡힙력 회전차, 방사상의 리브(rib) 등 설치
문 16. 탄성체의 고유진동수를 높이고자 한다면 다음 중 어떤 변수를 낮추어야 하는가?
① 외력
② 질량
③ 강성
④ 운동량
답 : ②
탄성체의 고유진동수를 높이려면 강성을 높이고 질량을 낮추어야 한다.
(f : 고유진동수, k : 강성, m : 질량)
문 17. 원통 코일 스프링의 스프링 상수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 코일스프링의 권선수에 반비례한다.
② 코일을 감는데 사용한 소선의 탄성계수에 비례한다.
③ 코일을 감는데 사용한 소선 지름의 네제곱에 비례한다.
④ 코일스프링 평균지름의 제곱에 반비례한다.
답 : ④
스프링 상수는 코일스프링 평균지름의 세제곱에 반비례한다.
(k : 스프링 상수, G : 소선의 탄성계수, d : 소선의 지름, n : 코일스프링의 권선수, D : 코일스프링의 평균지름)
문 18. 다이캐스팅(die casting)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 주물조직이 치밀하며 강도가 크다.
② 일반 주물에 비해 치수가 정밀하지만, 장치비용이 비싼 편이다.
③ 소량생산에 적합하다.
④ 기계용량의 표시는 가압유지 체결력과 관계가 있다.
답 : ③
다이캐스팅은 대량생산에 적합하다.
④ 다이캐스팅의 기계용량은 가압유지 시 금형의 체결력으로 표시한다.
문 19. 산소-아세틸렌 용접법(OFW)의 설명으로 옳지 않은 것은?
① 화염크기를 쉽게 조절할 수 있다.
② 산화염, 환원염, 중성염 등의 다양한 종류의 화염을 얻을 수 있다.
③ 일반적으로 열원의 온도가 아크 용접에 비하여 높다.
④ 열원의 집중도가 낮아 열변형이 큰 편이다.
답 : ③
가스용접(산소-아세틸렌 용접)에서 열원의 온도는 아크용접에 비해 낮다.
가스용접은 아크용접에 비해 가스의 제어가 용이하고 열원의 온도가 낮아 열에 약한 금속/박판의 용접에 적합하다. 그러나 열의 집중도가 낮아 열변형이 크고 가열 범위 및 시간이 많아진다.
문 20. 경도측정에 사용되는 원리가 아닌 것은?
① 물체의 표면에 압입자를 충돌시킨 후 압입자가 반동되는 높이 측정
② 일정한 각도로 들어 올린 진자를 자유낙하시켜 물체와 충돌시킨 뒤 충돌전후 진자의 위치에너지 차이 측정
③ 일정한 하중으로 물체의 표면을 압입한 후 발생된 압입자국의 크기 측정
④ 물체를 표준 시편으로 긁어서 어느 쪽에 긁힌 흔적이 발생하는지를 관찰
답 : ②
충격시험에 사용되는 원리에 대한 설명이다.
① 쇼어 경도 시험법에 관한 설명이다.
② 로크웰 경도 시험법에 관한 설명이다.
④ 모스 경도 시험법에 관한 설명이다.
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