문 01. 성크키(묻힘키, sunk key)에 의한 축이음에서 축의 외주에 작용하는 접선력이 1N일 때 키(key)에 작용하는 전단응력[$N/ mm^{2} $]은? (단, 키의 치수는 10mm × 8mm × 100mm이다.)
① 1,000
② 1,250
③ 2,000
④ 2,500
①
<키에 걸리는 전단응력> <키의 규격표시>
$ \tau = \frac{F}{bl} $ $b \times h \times l$
문 02. 선반을 이용하여 지름이 50mm인 공작물을 절삭속도 196m/min로 절삭할 때 필요한 주축의 회전수[rpm]는? (단, $\pi $는 3.14로 계산하고, 결과 값은 일의 자리에서 반올림한다.)
① 1,000
② 1,250
③ 3,120
④ 3,920
②
문 03. 다음 중 원심식 펌프에 해당하는 것만으로 묶은 것은?
① 피스톤 펌프, 플런저 펌프
② 벌류트 펌프, 터빈 펌프
③ 기어 펌프, 베인 펌프
④ 마찰 펌프, 제트 펌프
②
<용적형 펌프>
- 왕복식(피스톤 펌프 = 플런저 펌프, 다이어프램 펌프, 버킷 펌프)
- 회전식(기어 펌프, 나사 펌프, 베인 펌프, 캠 펌프, 스크류 펌프)
<비용적형 펌프, 터보형 펌프>
- 원심식(벌류트 펌프, 터빈 펌프)
- 사류 펌프, 축류 펌프
- 축사벌터
<특수펌프>
- 재생펌프, 제트펌프, 기포펌프, 수격펌프
문 04. 캠의 압력각을 줄이기 위한 방법으로 적절한 것은?
① 기초원의 직경을 증가시키고 종동절의 상승량을 증가시킨다.
② 기초원의 직경을 감소시키고 종동절의 상승량을 감소시킨다.
③ 기초원의 직경을 증가시키고 종동절의 상승량을 감소시킨다.
④ 기초원의 직경을 감소시키고 종동절의 상승량을 증가시킨다.
③
<캠 선도>
변위선도, 속도선도, 가속도선도의 3가지로 구성되므로 운동량선도는 이에 해당되지 아니한다. 특히 변위선도에서의 변위곡선은 기초곡선이라고 한다.(가변속)
<캠의 윤곽을 설계할 때 고려해야 할 사항>
- 각 순간의 종동절의 위치
- 종동절의 속도와 가속도
- 윤곽곡선의 법선과 종동절의 운동방향이 이루는 각도
<캠의 압력각을 줄이기 위한 방법>
- 기초원의 직경을 증가시킨다.
- 종동절의 전체상승량을 줄이고, 변위량을 변화시킨다.
- 종동절의 변위에 대해 캠의 회전량을 증가시켜 준다.
- 종동절의 운동형태를 변화시킨다.
문 05. 연마제를 압축 공기를 이용하여 노즐로 고속 분사시켜 고운 다듬질면을 얻는 가공법은?
① 액체 호닝
② 래핑
③ 호닝
④ 슈퍼피니싱
①
<액체호닝, liquid honing>
연마재를 가공액과 혼합한 다음 압축공기와 함께 노즐로 고속분사시켜 고운 다듬면을 얻는 습식정밀 가공법이다.
문 06. 침탄법과 질화법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 침탄법은 질화법에 비해 같은 깊이의 표면 경화를 짧은 시간에 할 수 있다.
② 질화법은 침탄법에 비해 변형이 적다.
③ 질화법은 침탄법에 비해 경화층은 얇으나 경도가 높다.
④ 질화법은 질화 후 열처리가 필요하다.
④
| 침탄법 | 질화법 | |
| 경도 | 낮다 | 높다 |
| 수정여부 | 가능 | 불가능 |
| 처리시간 | 짧다 | 길다 |
| 열처리 | 필요하다 | 불필요하다 |
| 변형 | 크다 | 작다 |
| 취성 | 작다 | 크다 |
| 경화층 | 깊다 (2~3mm) |
얇다 (0.3~0.7mm) |
| 가열온도 | 높다 (900℃) |
낮다 (500℃) |
문 07. 다음 중 볼나사(ball screw)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 마찰계수가 극히 작아서 정확한 미세이송이 가능하다.
② 윤활은 아주 소량으로도 가능하다.
③ 축 방향의 백래시를 작게 할 수 있다.
④ 미끄럼 나사보다 전달 효율이 상대적으로 낮다.
④
<볼나사의 특징>
- 볼나사는 자동체결이 곤란하다.
- 미끄럼 나사보다 전달효율이 크다.
- 공작기계의 이송나사, NC기계의 수치제어장치에 사용한다.
- 먼지에 의한 마모가 적다.
- 토크의 변동이 적고 고속에서는 소음이 발생한다.
- 너트의 크기가 크게 되며 피치를 작게 하는데 한계가 있다.
- 마찰계수가 작아서 미세이동이 가능하다.
- 윤활은 소량으로도 가능하고, 축 방향 백래시를 작게할 수 있다.
문 08. 단면이 원형이고 직경이 d인 막대의 길이(축)방향으로 인장하중이 작용하여 막대에 인장응력 $ \sigma $가 생겼다면 이 때 직경의 감소량을 나타내는 식은? (단, $\nu $는 포아송의 비(Poisson's ratio)이고, G는 전단탄성계수(shear modulus)이고, E는 영의 계수(Young's modulus)이다.)
① $ \frac{ \nu dG}{ \sigma } $
② $ \frac{ \nu \sigma G}{d} $
③ $ \frac{ \nu \sigma d}{E} $
④ $ \frac{ \nu \sigma E}{d} $
③
<푸아송 비>
$ \nu = \frac{ \varepsilon _{G} }{ \varepsilon _{E} } = \frac{ \frac{ \Delta d}{d} }{ \frac{ \Delta l}{l} } = \frac{횡(가)}{축(세)} $
$G \varepsilon _{G} = \tau $ $E \varepsilon _{E}= \sigma $
푸아송 비는 0 < $\nu $ < 0.5의 범위에서 존재하며 푸아송비는 주철 0.2~0.29, 강 0.28~0.3, 구리 0.33, 알루미늄 0.34, 유리 0.244, 고무 0.5 등이며 푸아송 역비를 푸아송 수(m)라 한다.
문 09. 승용차의 엔진에 설치된 EGR(Exhaust Gas Recirculation) 장치에 대한 설명으로 가장 적합한 것은?
① 흡기계통으로 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소할 때의 최고 온도를 낮춤으로써 $C O_{2} $의 발생을 억제하는 장치이다.
② 흡기계통으로 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소할 때의 최고 온도를 낮춤으로써 $N O_{x} $의 발생을 억제하는 장치이다.
③ 촉매장치로 배기가스를 재순환시켜 CO와 HC의 함유량을 더 감소시키는 장치이다.
④ 흡기계통으로 배기가스의 일부를 재순환시켜 미연소된 배기가스를 재연소시켜 공해물질의 발생을 억제하는 장치이다.
②
가솔린기관에서 옥탄가는 80정도가 적당하고, 디젤기관에서 세탄가는 45~70정도가 적당하다. 또한, EGR(배기가스 재순환장치)장치는 흡기계통으로 배기가스의 일부를 재순환시켜 연소할 때의 최고온도를 낮춤으로써 질소산화물($N O_{x} $)의 발생을 억제하는 장치이다.
문 10. 다음 중 응고 반응이 아닌 것은?
① 공석 반응
② 포정 반응
③ 편정 반응
④ 공정 반응
①
왼 → 오(냉각)
공석 고 고고(냉각x)
공정 액 고고
포정 액고 고
편정 액 고액
문 11. 다이아몬드 다음으로 경한 재료로 철계금속이나 내열합금의 절삭에 적합한 것은?
① 세라믹(ceramic)
② 초경합금(carbide)
③ 입방정 질화 붕소(CBN, cubic boron nitride)
④ 고속도강(HSS, high speed steel)
③
<공구재료 경도>
다이아몬드 > 입방정질화붕소(CBN) > 세라믹 > 서멧 > 초경합금 > 분말 고속도강 > 고속도강 > 합금공구강 > 탄소공구강
다씨세 서초 고합탄
문 12. 사형 주조에서 응고 중에 수축으로 인한 용탕의 부족분을 보충하는 곳은?
① 게이트
② 라이저
③ 탕구
④ 탕도
②
<덧쇳물, riser, 압탕>
수축이 일어나는 곳에 높은 온도의 새 용탕을 보충해주는 역할을 하며 위치는 탕구에서 가장 멀고 두께가 두꺼우며, 높이가 높고, 응고가 가장 늦은 부분에 설치한다.
문 13. 두 축이 평행할 때 회전을 전달하는 기어는?
① 베벨 기어
② 스퍼 기어
③ 웜 기어
④ 하이포이드 기어
②
<두 축이 평행한 기어>
- 스퍼 기어, 인터널 기어, 랙, 헬리컬 기어, 이중 헬리컬 기어, 내접 기어, 헤링본 기어
<두 축이 교차하는 기어>
- 직선 베벨 기어, 스파이럴 베벨 기어, 제롤 베벨 기어, 마이터 기어, 크라운 기어
<두 축이 평행하지도 교차하지도 않는 기어>
- 나사 기어, 웜 기어, 하이포이드 기어, 페이스 기어, 헬리컬 크라운 기어
문 14. 스프링 상수가 같은 2개의 코일스프링을 각각 직렬과 병렬로 연결하였다. 직렬로 연결한 시스템의 상당(등가) 스프링 상수는 병렬로 연결한 시스템의 상당(등가) 스프링 상수의 몇 배 크기인가?
① 1/4배
② 1/2배
③ 2배
④ 4배
①
<스프링에 걸리는 하중>
$P=k \delta $
직렬이면 역수 더하고 다시 역수, 병렬이면 다 더하기
문 15. 다음 재료시험 방법 중에서 전단응력을 측정하기 위한 시험법은?
① 인장시험(tensile test)
② 굽힘시험(bending test)
③ 충격시험(impact test)
④ 비틀림시험(torsion test)
④
문 16. 다음 용접법 중에서 압접법(pressure welding)에 해당하는 것만을 올바르게 묶은 것은?
① 시임용접, 마찰용접, 아크용접
② 마찰용접, 전자빔용접, 점용접
③ 점용접, 레이저용접, 확산용접
④ 마찰용접, 점용접, 시임용접
④
<압접법의 종류: 전기저항용접>
- 겹치기: 점용접, 프로젝션용접, 심용접(점프심)
- 맞대기: 플래시용접, 방전충격용접, 업셋용접(풀방업)
<압접법의 종류: 기타>
- 냉간압접(cold welding), 마찰용접, 가스압접
<압접법의 종류: 단접>
- 열간압접(forge welding), 해머압접, 다이압접, 로울압접
문 17. 방전가공(EDM)과 전해가공(ECM)에 사용하는 가공액에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 모두 도체의 가공액을 사용한다.
② 모두 부도체의 가공액을 사용한다.
③ 방전가공은 부도체, 전해가공은 도체의 가공액을 사용한다.
④ 방전가공은 도체, 전해가공은 부도체의 가공액을 사용한다.
③
<가공액>
방부전도
문 18. 유압회로에서 회로 내 압력이 설정치 이상이 되면 그 압력에 의하여 밸브를 전개하여 압력을 일정하게 유지시키는 역할을 하는 밸브는?
① 시퀀스 밸브
② 유량제어 밸브
③ 릴리프 밸브
④ 감압 밸브
③
<시퀀스 밸브>
작동순서를 제어하는 밸브
<유량제어밸브>
일의 속도를 제어하는 밸브로, 그 종류는 교축밸브, 유량조절밸브, 집류밸브, 스톱밸브, 바이패스 유량제어밸브 등이 있다.
<릴리프 밸브, relief valve>
회로의 압력이 설정압력에 도달하면 유체의 일부 또는 전량을 배출시켜 회로 내의 압력을 설정값 이하로 유지하는 압력제어 밸브(1차 압력 설정용), 소정의 압력 이상으로 내부압력이 올라가지 않도록 하여 안전 밸브와 같은 역할을 한다.
<감압 밸브, 리듀싱 밸브, pressure reducing valve>
입구 쪽의 압력에 관계없이, 출구 쪽 압력을 입구 쪽 압력보다도 낮은 설정 압력으로 조정하는 압력 제어 밸브. 유압회로에서 어떤 부분회로의 압력을 주회로의 압력보다 저압으로 해서 사용하고자 할 때 사용하는 밸브이며, 예를 들면 절삭과 급속귀환공정을 하는 공작기계에서 절삭시 사용할 고압펌프와 귀환시 사용할 저압대 용량펌프를 병행해서 동력을 최대로 절감하려고 할 때 사용하는 밸브이다.
문 19. 마그네슘의 특징이 아닌 것은?
① 비중이 알루미늄보다 크다.
② 조밀육방격자이며 고온에서 발화하기 쉽다.
③ 대기 중에서 내식성이 양호하나 산 및 바닷물에 침식되기 쉽다.
④ 알카리성에 거의 부식되지 않는다.
①
이 문제의 핵심은 마그네슘의 비중을 정확히 아느냐이다. 솔직히 3번 4번 선지 어떻게 알아..
<마그네슘의 특징>
- 많이 쓰이는 금속재료 중에서 가장 가볍고, 비강도(강도/중량)가 크다.
→ 휴대용 기기나 항공우주용 재료로서 매우 유리하다.
- 비중이 1.74이고, 같은 중량당 강성이 매우 크다.
→ 긴 지주나 원통구조물과 같은 것에서는 단면의 두께를 크게 할 수 있다.
- 감쇠능이 주철보다 커서 소음방지구조 재료로서 우수하다.
- 기계가공성이 좋고 아름다운 절삭면이 얻어진다.
→ 기구의 커버, 프레임, 여행가방 등에 적합하다.
- 같은 부피의 열용량이 작아서 유동성은 좋지 않다.
- 다이캐스팅에서는 주형의 가열이 적고 주조시에 생산성이 좋다.
→ 주조 후 형에서 신속하게 빼낼 수 있어서 주조 사이클이 짧다.
- 내식성은 고순도품에서는 상당히 좋다.
→ 저순도품에서는 떨어지므로 표면처리가 필요하다.
- 고온에서는 매우 활성이고, 분말이나 절삭 칩은 발화의 위험이 있다.
- 대기 중에서 내식성이 양호하나 산 및 바닷물에 침식되기 쉽다.
→ 그러나 알칼리성에는 거의 부식되지 않는다.
- Ce, Ca 등과 함께 구상흑연주철의 첨가제로 사용된다.
- 용융점(융점)은 650℃이다.
- 전기전도율은 Cu, Al보다 낮고, 강도도 작으나 절삭성은 우수하다.
- 치수안정성이 좋아 0~100℃까지 장시간에 걸쳐 치수변화가 없다.
- 소성가공성이 낮아 상온변형은 어려워서 굽힘, 휨 등이 생기지 않는다.
→ 그러나 250℃ 이상에서의 내크리프성이 Al보다 우수하다.
- 단조는 350~450℃의 비교적 높은 온도에서 한다.
- 압출은 550℃ 정도의 온도하에서 하는 것이 좋다.
문 20. 2사이클 기관과 비교할 때 4사이클 기관의 장점으로 옳은 것은?
① 매회전마다 폭발하므로 동일 배기량일 경우 출력이 2사이클 기관보다 크다.
② 마력당 기관중량이 가볍고 밸브기구가 필요 없어 구조가 간단하다.
③ 회전력이 균일하다.
④ 체적효율이 높다.
④
<4사이클 기관: 장점>
- 각 행정이 완전히 구분되어 있다.
→ 열적 부하가 적고 체적효율이 높다.
- 블로바이(blow bye)가 적고 실화가 적으며 연료소비율이 적다.
- 시동이 쉽고 저속운전이 원활, 저속에서 고속까지의 속도범위가 넓다.
- 탄화수소(HC), 질소산화물($N O_{x} $)의 배출이 적다.
<4사이클 기관: 단점>
- 실린더수가 적으면 회전이 원활하지 못하다.
- 밸브기구가 복잡하고, 밸브기구로 인한 충격이나 소음이 크다.
- 출력당 중량이 크다.
<2사이클 기관: 장점>
- 매 회전시 폭발발생으로 마력이 크다.
- 4사이클 기관의 1.7~1.8배다.
- 밸브기구 유무에 상관없이 구조가 간단하고 취급이 용이하다.
- 고속에서 주철 피스톤의 사용이 가능하다.
- 피스톤 기구의 관성력이 적다.
- 회전력이 균일하여 플라이휠을 소형 경량으로 할 수 있다.
- 역전이 용이하고, 시동이 편리하다.
- 실린더 수가 적어도 회전이 원활하다.
- 출력당 중량이 작고 값이 저렴하다.
<2사이클 기관: 단점>
- 소기펌프가 필요하고 소음이 높기 때문에 고속시 문제가 있다.
- 회전속도를 높이지 못한다.
→ 그러나 너무 저속에서는 역화가 발생한다.
- 밸브기구의 관성력 때문에 최고속도가 제한된다.
- 유효행정이 짧아서 흡·배기가 불안정하고 열효율이 낮다.
- 연소 전, 손실 연료량이 있어 연료소비율이 높다.(단락 손실)
- 윤활유 소비량이 많고 과열되기 쉽다.
- 피스톤과 링 소손이 빠르다.
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