문 01. 강의 탄소 함유량이 증가함에 따라 나타나는 특성 중 가장 옳지 않은 것은?
① 인장강도가 증가한다.
② 항복점이 증가한다.
③ 경도가 증가한다.
④ 충격치가 증가한다.
④
<탄소강에서 탄소함유량이 많아질수록 나타나는 현상>
강도, 경도, 취성, 비열, 전기저항, 항자력, 항복점, 열처리성
→ 강도가 경찰에게 취해서 비열하게 저항하다 자력으로 항복하고 처리했다.
<심화: 상황에 따라 다를 수 있음>
이거 외에 나머지는 감소 진짜 거의 다 감소한다. 다만 인장강도, 항복점은 0.8% C(공석점)까진 증가하긴 하는데 그 이후는 감소한다. 열처리성에서 탄소량이 6%가 넘어가버리면 담금질이 곤란하다. 예를들어 보통주철의 경우, 탄소가 흑연 상태로 존재하고, 빈 공간이 많은 탄소에 의해 충격을 흡수하는 능력이 떨어져 잘 깨진다. 빈 공간이 완충제 역할을 하는데, 이 상태에서 열처리를 하면, 열에 의한 수축 팽창으로 흑연들이 충격에 대응하지 못하고, 충격을 받으면 깨진다. 구상흑연주철은 흑연이 어느 정도 열팽창수축에 대응해서 담금질이 어느 정도 잘 되는 예외적인 케이스도 있지만, 일반적인 주철은 담금질이 곤란하다.
증가하는거 또 있으면 제보 부탁드립니다.
문 02. 회주철의 기호로 GC300과 같이 표시할 때 300이 의미하는 것은?
① 항복강도($N/mm^{2} $)
② 인장강도($N/mm^{2} $)
③ 굽힘강도($N/mm^{2} $)
④ 전단강도($N/mm^{2} $)
②
GC300에서 뒤 300은 인장강도(MPa)
문 03. 금속 재료의 기계적 성질과 그것을 평가하기 위한 시험을 서로 짝지은 것 중 적합하지 않은 것은?
① 종탄성계수-인장시험
② 피로한도-압축시험
③ 전단항복응력-비틀림시험
④ 경도-압입시험
②
피로한도는 피로시험을 통해서 평가한다.
문 04. 유압장치의 일반적인 특징이 아닌 것은?
① 힘의 증폭이 용이하다.
② 제어하기 쉽고 정확하다.
③ 작동 액체로는 오일이나 물 등이 사용된다.
④ 구조가 복잡하여 원격조작이 어렵다.
④
<유압장치>
오일 같은 비압축성 유체를 통하여 동력 또는 힘을 전달하는 유체 동력 장치. 굴삭기, 트레인, 트럭 등
<유압장치의 장점>
- 힘과 속도 등 무단변속이 가능하고, 출력의 응답속도가 빠르다.
→ 시동, 정지, 역전, 변속, 가속 등의 제어가 간단하다.
- 출력당 소형경량으로 큰 힘을 내고, 원격조작이 가능하다.
- 공압에 비해 입력에 대한 출력의 응답속도가 빠르다.
→ 신호시에 응답이 빠르다. 즉, 고속추동성이 좋다.
- 전기적인 조작이 간단하고 수동·자동으로 조작할 수 있다.
- 속도나 방향의 제어가 용이하고, 토크 제어가 용이하다.
→ 최대 출력토크의 제한이 용이하고, 정·역회전이 가능하다.
- 각종 제어밸브에 의한 압력, 유량, 방향 등의 제어가 간단하다.
- 에너지의 축적이 가능하고 방청과 윤활이 자동적으로 이루어진다.
<유압장치의 단점>
- 공압에 비해 작동속도가 느리다.
- 온도의 영향을 쉽게 받고, 점도의 변화에 효율이 변한다.
- 작동유에 먼지가 침입되지 않도록 주의해야 한다.
- 에너지 손실이 크고, 화재의 우려가 있는 곳에서의 사용은 곤란하다.
- 전기회로에 비해 구성작업이 어렵다.
- 고압에서 누유의 위험이 있고 이물질에 의한 고장의 우려가 있다.
- 기름 속에 공기가 포함되면 압축성이 커져 장치의 동작이 불량해진다.
문 05. 일반적으로 베어링은 내륜, 외륜, 볼(롤러), 리테이너의 4가지 주요 요소로 구성된다. 다음 중에서 볼 또는 롤러를 사용하지 않는 베어링은 어느 것인가?
① 공기정압 베어링
② 레이디얼 베어링
③ 스러스트 롤러베어링
④ 레이디얼 롤러베어링
①
<공기정압 베어링>
초고속 및 고정밀 가공을 위한 주축 베어링에 사용한다. 공기 정압 베어링은 미끄럼 베어링의 종류이며 공기압으로 축을 뜨게하여 하중을 지지하는 베어링이다.
문 06. 다음 중 인성(toughness)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 국부 소성 변형에 대한 재료의 저항성
② 파괴가 일어나기까지의 재료의 에너지 흡수력
③ 탄성변형에 따른 에너지 흡수력과 하중 제거에 따른 이 에너지의 회복력
④ 파괴가 일어날 때까지의 소성 변형의 정도
②
① 경도, ② 인성, ③ 탄성, ④ 연성
문 07. 다음 중 짧은 거리를 운동하며 큰 힘을 내는 운동기구는?
① 와트 기구(Watt's mechanism)
② 스코치 요크 기구(Scotch-Yoke mechanism)
③ 토글 기구(toggle mechanism)
④ 팬토그래프(pantograph)
③
<와트 링크 타입 서스펜션, Watt's mechanism>
와트 기구라고도 하며, 링크식 일체 차축식 현가장치(리지드 액슬 서스펜션)의 일종으로서, 파이프 링크식 현가장치의 래터럴 로드를 Z자형 와트 링크식(watt’s linkage)으로 한 것을 말한다. 링크를 두 개로 분리함에 따라 위치 결정이 보다 정확하며, 차축의 옆 방향 움직임을 적게 할 수 있는 특징이 있다. FF 차량의 뒷바퀴에서는 좌우 어퍼 링크와 로(low) 링크로 와트 링크를 구성하고, 좌우 위치 결정을 래터럴 로드로 한다. 어느 것이나 영국의 와트에 의하여 고안한 링크 기구를 자동차의 현가장치에 이용한 것을 말한다.
<스코치 요크 기구, double-slider crank chain>
더블 슬라이더 크랭크 기구라고도 하며 회전 운동을 왕복 운동으로, 또는 왕복 운동을 회전 운동으로 변환한다.
<토글 기구, toggle mechanism>
토글 프레스라고도 하며, 플라이 휠의 회전에너지의 일부분만을 1회의 작업에 사용하는 프레스 기계인데, 소성가공 중에서 압출가공에 사용된다. 동력전달 기구에 토글레버가 사용되고 있기 때문에 이 이름이 있다. 토글레버 기구는 힘의 배력 기구로서, 행정은 크게 잡을 수 없으나 힘의 배율이 높은 것이 특징이다. 이 특징을 살려 주로 얇은 금속판을 소재로 한 제품을 만드는 데 사용되며, 대형의 기계로 자동차의 보닛 등도 만든다. 종류로는 프레스, 절단기, 분쇄기, 압착기, 마찰 클러치, 권양기, 기중기의 클램프 등이 있다.
<팬토그래프, pantograph>
닮은 다각형의 작도법과 같은 원리로 도형을 축소하거나 확대하는 사도기를 일컫는다. 4개의 막대로 되어 있는데, 특정한 점에서 회전할 수 있게 되어 있고, 조립하게끔 되어 있어, 원하는 배로 축소 또는 확대된 모양으로 그리는데 사용된다.
문 08. 기계요소를 설계할 때, 응력집중 및 응력집중계수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 응력집중이란 단면이 급격히 변화하는 부위에서 힘의 흐름이 심하게 변화함으로 인해 발생하는 현상이다.
② 응력집중계수는 단면부의 평균응력에 대한 최대응력의 비율이다.
③ 응력집중계수는 탄성영역 내에서 부품의 형상효과와 재질이 모두 고려된 것으로 형상이 같더라도 재질이 다르면 그 값이 다르다.
④ 응력집중을 완화하려면 단이 진 부분의 곡률 반지름을 크게하거나 단면이 완만하게 변화하도록 한다.
③
응력집중 정도를 알아보기 위한 응력집중계수는 재료의 크기와 재질에 별로 영향을 받지 않으며 주로 형상의 영향을 크게 받는다.
<응력집중>
단면이 급격하게 변하는 부분, 구멍 부분에서 응력이 집중되는 현상
<응력집중계수>
- 영향을 주는 것은 노치의 형상 및 작용하는 하중의 종류
- 재질은 아무 상관이 없음
- 단면부의 평균응력에 대한 노치부의 최대응력의 비
- 공칭 응력에 대한 최대 응력의 비
<응력집중 완화>
- 필렛 반지름을 최대한 크게 한다.
→ 단면변화부분에 보강재를 결합하여 응력집중을 완화한다.
- 축단부에 2~3단의 단부를 설치해 응력 흐름을 완만하게 한다.
- 단면변화부분에 숏피닝, 롤러압연처리, 열처리 등을 한다.
- 테이퍼지게 설계, 체결부위에 체결수(리벳, 볼트 등)를 증가시킨다.
- 2단축에서는 단면변화율을 작게한다. (D/d를 작게한다.)
문 09. 가솔린 기관의 연료에서 옥탄가(octane number)는 무엇과 관계가 있으며, ‘옥탄가 90’에서 90은 무엇을 의미하는가?
① 연료의 발열량, 정헵탄 체적(%)
② 연료의 발열량, 이소옥탄 체적(%)
③ 연료의 내폭성, 정헵탄 체적(%)
④ 연료의 내폭성, 이소옥탄 체적(%)
④
<옥탄가, octane number>
연료의 내폭성, 연료의 노킹저항성을 의미
→ 가솔린기관에서는 옥탄가가 높아야 한다.
<표준연료의 옥탄가>
$octane-number= \frac{ISO-OCTANE}{(ISO-OCTANE)+(N-Heptane)} \times 100$
→ 옥탄가 90 = 이소옥탄 90% + 노말헵탄 10%
→ 즉, 90은 이소옥탄의 체적을 의미한다.
문 10. 다음은 어떤 주조법의 특징을 설명한 것인가?
∘ 영구주형을 사용한다.
∘ 비철금속의 주조에 적용한다.
∘ 고온챔버식과 저온챔버식으로 나뉜다.
∘ 용융금속이 응고될 때까지 압력을 가한다.
① 스퀴즈 캐스팅(squeeze casting)
② 원심 주조법(centrifugal casting)
③ 다이 캐스팅(die casting)
④ 인베스트먼트 주조법(investment casting)
③
<스퀴즈 주조법, squeeze casting>
고압 응고 주조법이라고도 하며, 주형 내에 주입된 금속에 용융 또는 반용융상태로부터 응고가 완료될 때까지 기계적인 고압력을 가하면서 제품을 성형하는 방법을 말한다. 이 주조법은 가압할 때 용탕이 이동하지 않는 플런저 가압 응고법(pressure crystallization casting)과 용탕이 상대적인 이동을 하는 압입 용탕 단조법(extrusion casting)으로 나뉜다. 전자는 ingot이나 비교적 모양이 단순하고 두꺼운 주물의 제조에 적합하고 후자는 얇은 제품의 주조에 적당하다.
<고압 응고 주조법의 장점>
- 수축공, 미세기공 등의 주조결함을 배제
- 잔류가스에 의한 악영향의 배제
- 조직의 미세화, 균질화 및 고밀도화
- 주물표면이 곱고 윤곽이 뚜렷함
- 회수율의 개선
문 11. 나사산의 각도가 55°인 나사는?
① 관용나사
② 미터보통나사
③ 미터계(Tr) 사다리꼴나사
④ 인치계(TW) 사다리꼴나사
①
<나사산의 각도>
- 미터 나사 60°
- 유니파이 나사(ABC나사) 60°
- 관용나사 55°
- 미터계(Tr) 사다리꼴 나사 30°
- 인치계(Tw) 사다리꼴 나사 29°
- 둥근 나사(너클나사, 원형나사) 30°
- 톱니 나사 30°, 45°
문 12. 금속재료를 냉간 소성가공하여 부품을 생산할 때, 소재에서 일어나는 변화가 아닌 것은?
① 결정립의 변형으로 인한 단류선(grain flow line) 형성
② 전위의 집적으로 인한 가공경화
③ 불균질한 응력을 받음으로 인한 잔류응력의 발생
④ 풀림효과에 의한 연성의 증대
④
문 13. 공작물을 별도의 고정 장치로 지지하지 않고 그 대신에 받침판을 사용하여 원통면을 연속적으로 연삭하는 공정은?
① 크립 피드 연삭(creep feed grinding)
② 센터리스 연삭(centerless grinding)
③ 원통 연삭(cylindrical grinding)
④ 전해 연삭(electrochemical grinding)
②
<크리프 피드 연삭, creep feed grinding>
연삭 휠축의 높이는 고정시키고, 피연삭물을 옆으로 이동시키면서 연삭하는 가공을 말한다. 연삭 깊이를 최대 6mm까지 깊게 하고, 공작물의 이송속도는 작게한다. 숫돌은 주로 연한 결합도의 수지 결합제로 성긴 조직을 사용하여 온도를 낮추고 표면 정도를 높인다. 크리프 피드 연삭에 사용되는 연삭기는 최대 225kw의 고출력, 고강성, 높은 감쇠능, 주축속도 및 테이블속도의 가변 정밀 제어, 그리고 대용량의 연삭액이 필요하다.
<센터리스 연삭기, centerless grinding machine>
공작물을 센터 구멍으로 받치지 않고 외주를 블레이드(받이판)과 이송바퀴로 받치고 그 표면을 연삭 다듬질하는 공작기계다. 여기서 공작물의 이송속도는 조정숫돌로 조절한다. 크기는 연삭할 수 있는 최대지름x숫돌의 폭이다.
<센터리스 연삭기의 특징: 장점>
- 센터를 필요로 하지 않으므로 센터구멍을 뚫을 필요가 없다.
- 공작물을 고정하기 위한 콜릿, 척 등이 필요하지 않다.
- 중공의 원통을 연삭하는데 편리하다.
- 신속하고 연속작업을 할 수 있어 대량생산에 적합하다.
- 긴 축 재료의 연삭이 가능하다.
- 연삭여유가 작아도 된다.
- 연삭숫돌 바퀴의 나비가 크므로 지름의 마멸이 적고 수명이 길다.
- 기계의 조정이 끝나면 가공이 쉽고 작업자의 숙련이 필요없다.
- 외경연삭뿐만 아니라 내경연삭도 할 수 있다.
- 공작물 처짐이나 진동이 적고 정밀 연삭이 가능하다.
<센터리스 연삭기의 특징: 단점>
- 긴 홈이 있는 공작물은 연삭할 수 없다.
- 대형 중량물은 연삭할 수 없다.
- 연삭숫돌 바퀴 너비보다 긴 공작물은 전·후이송법으로 연삭할 수 없다.
→ 연삭숫돌 폭보다 넓은 가공물을 플랜지 컷 방식으로 연삭할 수 없다.
문 14. 다음은 사출성형품의 불량 원인과 대책에 관한 설명이다. 어떤 현상을 설명한 것인가?
금형의 파팅 라인(parting line)이나 이젝터 핀(ejector pin) 등의 틈에서 흘러 나와 고화 또는 경화된 얇은 조각 모양의 수지가 생기는 것을 말하는 것으로 이를 방지하기 위해서는 금형 자체의 밀착성을 좋게 하도록 체결력을 높여야 한다.
① 플로 마크(flow mark) 현상
② 싱크 마크(sink mark) 현상
③ 웰드 마크(weld mark) 현상
④ 플래시(flash) 현상
④
<플로마크, flow mark>
용융수지가 금형 캐비티내에 충전되면서 유동궤적이 생겨 나타나는 현상으로서 게이트를 중심으로 동심원을 그리며 사람의 지문모양과 비슷하게 나타난다.
<싱크마크, sink mark>
모든 성형품은 성형 후 체적이 감소해 가며 수축한다. 그중에서 성형품의 표면에 부분적으로 발생하는 오목 현상을 면수축(sink mark)이라고 한다. 성형품의 냉각이 비교적 높은 부분에서 발생하는 성형수축으로 표면에 나타나는 오목한 부분의 결함을 말한다. 이를 제거하기 위해서는 두께가 두꺼운 위치에 게이트를 설치하고, 성형품의 두께를 균일하게 하고, 스프루, 러너, 게이트를 크게 하여 금형 내의 압력이 균일하도록 하며, 성형온도를 낮게 억제한다. 두께가 두꺼운 위치에 게이트를 설치하여 성형온도를 낮게 억제하도록 한다. 플라스틱 사출과정에서의 발생하는 수축과는 다른 현상이다. 싱크마크는 국부적인 부분에 나타나는 결함이다.
<웰드마크, weld mark>
용융된 수지가 금형 캐비티내에서 분류하였다가 합류하는 부분에 생기는 가느다란 선모양을 말한다. 2개 이상의 다점게이트의 경우 수지가 합류하는 곳, 구멍이 있는 성형품에 있어서 수지가 재합류하는 곳, 또는 벽두께가 국부적으로 얇은곳에 발생한다.
<플래시, flash>
해머형 단조에서 플래시는 금형의 파팅라인상에서 금형사이로 재료가 흘러나오는 것을 방지하고, 상형과 하형의 타격을 완화시키기 위한 완충역할을 한다.
문 15. 다음 중 연성파괴와 관련이 없는 것은?
① 컵 - 원뿔 파괴(cup and cone fracture)
② 소성변형이 상당히 일어난 후에 파괴됨
③ 균열이 매우 빠르게 진전하여 일어남
④ 취성파괴에 비해 덜 위험함
③
문 16. 한줄 겹치기 리벳 이음에서 리벳 구멍으로 사이가 절단되는 경우 리벳 이음 강도 P는? (단, 리벳의 지름 d, 리벳의 피치 p, 강판의 두께 t, 리벳의 중심에서 강판의 가장자리까지의 거리 e, 리벳의 전단응력 $\tau $, 강판의 인장응력 $ \sigma _{t} $, 강판 또는 리벳의 압축응력 $ \sigma _{c} $이다.)
① $P= \frac{ \pi }{4} d^{2} \tau $
② $P=2et \tau $
③ $P=(p-d)t \sigma _{t} $
④ $P=dt \sigma _{c} $
③
리벳 구멍 사이의 절단은 강판의 인장응력
문 17. 다음 중에서 불활성 가스 아크 용접법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 아르곤, 헬륨 등과 같이 고온에서도 금속과 반응하지 않는 불활성 가스를 차폐가스로 하여 대기로부터 아크와 용융금속을 보호하며 행하는 아크 용접이다.
② 비소모성 텅스텐 봉을 전극으로 사용하고 별도의 용가재를 사용하는 MIG용접(불활성 가스 금속 아크 용접)이 대표적이다.
③ 불활성 가스는 용접봉 지지기 내를 통과시켜 용접물에 분출시키며 보통의 아크 용접법보다 생산비가 고가이다.
④ 용접부가 불활성 가스로 보호되어 용가재 합금 성분의 용착 효율은 거의 100%에 가깝다.
②
TIG용접에 대한 설명이다.
문 18. 절삭가공의 기본 운동에는 주절삭운동, 이송운동, 위치조정운동이 있다. 다음 중 주로 공작물에 의해 이송운동이 이루어지는 공작기계끼리 짝지어진 것은?
① 선반, 밀링머신
② 밀링머신, 평면연삭기
③ 드릴링머신, 평면연삭기
④ 선반, 드릴링머신
②
공작물을 고정시키는 기계를 소거하면 답이 바로 나온다. 선반에서 혼동이 있을 수 있는데, 선반은 공작물은 회전시키고 공구를 이송(전후, 좌우) 시키면서 하는 절삭기계이다.
문 19. 환경 경영 체제에 관한 국제 표준화 규격의 통칭으로, 기업 활동 전반에 걸친 환경 경영 체제를 평가하여 객관적으로 인증(認證)하는 것은 무엇인가?
① ISO 14000
② ISO 9004
③ ISO 9000
④ ISO 8402
①
<ISO 9000>
품질경영시스템에 대한 기본사항에 관한 서술 및 용어 정의
<ISO 9001>
조직의 능력을 실증하기 위한 품질경영시스템에 대한 요구사항
<ISO 9004>
품질경영시스템의 효과성 뿐만 아니라 효율성도 고려하는 지침, 이 규격의 목표는 성과개선과 고객만족 및 이해관계자의 만족
<ISO 19011>
품질경영시스템 및 환경경영시스템 감사/심사에 대한 지침
<ISO 8402>
품질경영 및 품질보증용어
<ISO 14000>
환경경영체제에 관한 국제 표준화 규격의 통칭으로 기업활동전반에 걸친 환경경영체제를 평가하여 객관적으로 인증하는 것이다.
문 20. 기계의 안전설계에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?
① 안전도를 크게 하면 경제성이 저하된다.
② 허용응력에 대한 기준강도를 안전계수라 한다.
③ 허용응력이란 부품 설계 시 사용하는 응력의 최대 허용치로서 기준강도보다 작아야 한다.
④ 취성재료가 상온에서 정하중을 받을 때 항복점을 고려한다.
④
<응력의 크기 순서>
극한강도(인장강도) > 항복점 > 탄성한도 > 허용응력 ≥ 사용응력
<기준강도>
설계 시에 허용응력을 설정하기 위해 선택하는 강도로 사용 조건에 적당한 재료의 강도를 말한다.
<사용조건과 기준강도>
| 상온·정하중 취성재료 | → | 극한강도(인장강도) | ||
| 상온·정하중 연성재료 | → | 항복점 및 내력 | ||
| 고온·정하중 연성재료 | → | 크리프 한도 | ||
| 반복하중 | → | 피로한도 | ||
| 좌굴 | → | 좌굴응력(좌굴강도) | ||
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