문 01. 길이가 3m, 단면적이 0.01m² 인 원형 봉이 인장하중 100kN을 받을 때 봉이 늘어난 길이[m]는? (단, 봉의 영계수(Young's Modulus) E=300GPa이다.)
① 1 × 10⁻⁷
② 0.001
③ 0.002
④ 0.0001
④
<봉의 변형량> <봉의 변형률>
$\delta = \frac{PL}{EA} $ $ \varepsilon = \frac{ \sigma }{E}= \frac{F}{AE} $
문 02. 펀치(punch)와 다이(die)를 이용하여 판금재료로부터 제품의 외형을 따내는 작업은?
① 블랭킹(blanking)
② 피어싱(piercing)
③ 트리밍(trimming)
④ 플랜징(flanging)
①
<블랭킹, blanking>
펀치(punch)와 다이(die)를 이용하여 판금자료로부터 제품의 외형을 따내는 작업. 이때 따내고 남은 것이 제품(부품)이 된다.
<피어싱, piercing>
펀치(punch)와 다이(die)를 이용하여 판금재료로부터 제품의 일부를 구멍 따내는 작업
<트리밍, trimming>
불필요한 부위를 제거하는 작업
<플랜징, flanging>
판재의 모서리를 굽히는 작업
펀칭에서는 전단된 조각을 제거하는 것이고 블랭킹에서는 전단된 조작이 제품이 되고 나머지 부분은 스크랩이 된다.
문 03. 지름이 50mm인 공작물을 절삭속도 314m/min으로 선반에서 절삭할 때, 필요한 주축의 회전수[rpm]는? (단, π는 3.14로 계산하고, 결과 값은 일의 자리에서 반올림한다.)
① 1,000
② 2,000
③ 3,000
④ 4,000
②
문 04. 측정기에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 버어니어 캘리퍼스가 마이크로미터보다 측정정밀도가 높다.
② 사인 바(sine bar)는 공작물의 내경을 측정한다.
③ 다이얼 게이지(dial gage)는 각도 측정기이다.
④ 스트레이트 에지(straight edge)는 평면도의 측정에 사용된다.
④
<사인 바, sine bar>
길이를 측정하여 직각삼각형의 삼각함수를 이용한 계산에 의하여 임의각의 측정 또는 임의각을 만드는 기구이다.
<다이얼 게이지, dial gauge>
평면의 요철(凹凸), 공작물 부착 상태, 축 중심의 흔들림, 직각의 흔들림 등을 측정하는 측정기이다.
<스트레이트 에지, straight edge>
강 및 철강제로 되어 있으며 금긋기용 공구의 하나로서 평면도의 검사나 금긋기를 할 때 또는 직선을 긋는데 사용한다. 스트레이트 에지의 엣지부는 약간 둥글게 되어있고 열의 전도를 막기 위해 손잡이가 부착되어 있으며 측정물에 접촉시켜 엣지와 측정면 사이의 틈새에서 나오는 빛에 의하여 판단하는 것으로 평면도, 진직도, 평행도 등의 측정에 사용된다.
문 05. 브레이크 블록이 확장되면서 원통형 회전체의 내부에 접촉하여 제동되는 브레이크는?
① 블록 브레이크
② 밴드 브레이크
③ 드럼 브레이크
④ 원판 브레이크
③
<드럼 브레이크>
브레이크 블록이 확장되면서 원통형 회전체의 내부에 접촉하여 제동되는 브레 이크
<블록 브레이크>
마찰 브레이크로 브레이크 드럼에 브레이크 블록을 밀어 넣어 제동하는 브레이크
<밴드 브레이크>
마찰 브레이크의 일종으로 브레이크 드럼에 브레이크 밴드를 감아 브레이크 밴드의 장력으로 제동시키는 브레이크이며 브레이크 밴드는 스틸밴드이며 접촉면에 목편, 석면, 가죽 등이 사용된다.
<원판 브레이크>
회전축에 설치된 원판을 제동 패드(pad)로 물려 제동하는 마찰 브레이크
문 06. 컴퓨터에 의한 통합 제조라는 의미로 제조 부문, 기술 부문 등의 제조 시스템과 경영 시스템을 통합 운영하는 생산시스템의 용어로 옳은 것은?
① CAM(computer aided manufacturing)
② FMS(flexible manufacturing system)
③ CIM(computer integrated manufacturing)
④ FA(factory automation)
③
<유연생산 시스템, FMS: Flexible Manufacturing System>
수치제어 공작기계와 자동반송 시스템, 중앙통제컴퓨터, 자동창고 시스템, 산업용 로봇으로 구성되며 높은 생산성으로 유연하게 제품을 제조하는 것을 목적으로 생산을 자동화한 시스템으로 유연성, 생산성, 신뢰성을 목표로 한다.
<유연생산 시스템의 특징>
- 설비의 가격이 높으며, 일반적으로 다품종 소량생산에 최적이다.
→ 단일 제품의 대량생산에는 적합하지 않다.
- 공구 준비시간, 공정간 운반 시간, 가공 대기 시간을 감소시킨다.
- 제품 변경에 필요한 소요시간이 짧아 생산량 조절이 용이하다.
- 작업장은 자동화된 이송장치를 가진 다수의 생산 셀로 구성된다.
- 자재관리시스템과 중앙제어 컴퓨터에 의한 제어시스템을 포함한다.
- 자동창고 및 무인반송시스템에 의한 생산이 가능하다.
- 그룹테크놀러지라고 하는 생산 방식에 의해서 이루어진다.
→ 전용 생산라인 대비 유연성은 높고 생산성은 낮다.
문 07. 다음 중 큰 회전력을 전달할 수 있는 기계요소 순으로 나열된 것은?
① 안장 키>경사 키>스플라인>평 키
② 스플라인>경사 키>평 키>안장 키
③ 안장 키>평 키 >경사 키>스플라인
④ 스플라인>평 키>경사 키>안장 키
②
<키의 전달 동력 크기>
세스접성경반평안핀
레플선크사달키장키
이라키키키키 키
션인
성크키는 묻힘키라고도 한다.
안장키는 새들키라고도 한다.
평키는 납작키라고도 한다.
반달키는 우드러프키라고도 한다.
핀키는 둥근키라고도 한다.
문 08. 스프링에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 병렬 연결의 경우 스프링 상수는 커진다.
② 직렬 연결의 경우 스프링 상수는 작아진다.
③ 같은 하중에서 처짐이 커지면 스프링 상수는 작아진다.
④ 선형 스프링의 경우 하중이 한 일은 처짐과 스프링 상수의 곱과 같다.
④
선형 스프링의 경우 하중이 한 일은 스프링 상수와 처짐의 제곱의 곱을 2로 나눈 값이다.
<스프링이 한 일>
$U= \frac{1}{2} P \delta = \frac{1}{2} k \delta ^{2} $
문 09. 유압 작동유의 점도가 지나치게 높을 때 발생하는 현상이 아닌 것은?
① 기기류의 작동이 불활성이 된다.
② 압력유지가 곤란하게 된다.
③ 유동저항이 커져 에너지 손실이 증대한다.
④ 유압유 내부 마찰이 증대하고 온도가 상승된다.
②
<유압 작동유의 점도가 너무 높은 경우>
- 마찰 때문에 밸브나 액추에이터의 응답성이 떨어진다.
→ 동력 손실 증가로 기계효율의 저하를 가져온다.
- 소음이나 공동현상이 발생한다.
- 내부 마찰 증대에 의해 온도가 상승하고 인화성이 높아진다.
- 유동 저항의 증가로 인한 압력손실이 커진다.
→ 관내 저항에 의해 압력이 상승한다.
- SAE 번호가 높고, 유압기기 작동이 불활발해진다.
<유압 작동유의 점도가 너무 낮은 경우>
- 유압모터 및 펌프 등의 용적효율 저하를 가져온다.
- 압력 유지가 곤란해지고, 정확한 작동과 정밀한 제어가 곤란해진다.
- 기기 마모가 증대하여 운동부의 윤활성이 나빠진다.
- 내부 오일 누설이 커진다.
문 10. 가솔린기관과 디젤기관에 대한 비교 설명으로 옳지 않은 것은?
① 가솔린기관은 압축비가 디젤기관보다 일반적으로 크다.
② 디젤기관은 혼합기 형성에서 공기만 압축한 후 연료를 분사한다.
③ 열효율은 디젤기관이 가솔린기관보다 상대적으로 크다.
④ 디젤기관이 저속 성능이 좋고 회전력도 우수하다.
①
<가솔린 vs 디젤>
| 가솔린 | 디젤 | |
| 연료 | 휘발유(비싸다) | 경유·중유(싸다) |
| 사이즈 | 소형 | 대형 |
| 중량 | 경량 | 중량 |
| 압축비 | 작다 | 크다 |
| 진동 | 작다 | 크다 |
| 구조 | 약함 | 견고 |
| 공기흡입 | 가솔린+공기 | 순수 공기 |
| 착화 | 전기 점화 불꽃 | 분사 고온 점화 |
| 회전수 | 높다 | 낮다 |
| 토크 | 작다 | 크다 |
| 열효율 | 낮다 | 높다 |
<내연기관에 대한 설명>
- 디젤은 공기만을 높은 압력으로 압축한 후 연료를 분사하여 자연 착화
- 4행정 사이클 디젤 기관은 흡입 → 압축 → 폭발 → 배기의 순서
→ 흡기 밸브와 배기 밸브가 모두 닫혀 있는 행정은 압축, 폭발
- 소구 기관은 소구(hot bulb)를 가열해서 연료를 연소시키는 기관이다.
- 디젤기관은 저속 성능이 좋고 회전력도 우수하다.
- 외연기관 대비 소형화에 유리하다.
문 11. 일반적으로 큰 하중을 받거나 고속회전을 하는 축에 사용되는 합금의 성분이 아닌 것은?
① 베릴륨
② 니켈
③ 몰리브덴
④ 크롬
①
일반적으로 큰 하중을 받거나 고속회전을 하는 축에 사용되는 합금은 강인강이고, 니켈, 크롬, 몰리브덴 등을 한 종 혹은 그 이상 합금하여 여러 가지의 특수강으로 제조된다. 또한 베릴륨은 조밀육방격자로, 취성을 크게 만들어서 부적합하다.
문 12. 연강용 아크 용접봉에서 그 규격을 나타낼 때, E4301에서 43이 의미하는 것은?
① 피복제의 종류
② 용착 금속의 최저 인장강도
③ 용접 자세
④ 아크 용접시의 사용 전류
②
<E4301>
E: 전기용접봉
43: 용착금속의 최저 인장강도 43(kgf/mm²)
0: 전자세 용접자세
1: 피복제 전원 AC, DC(정역), 용입 깊음
<연강용 아크 용접봉의 규격 표시>
용접봉 종류
용착금속의 최저 인장강도
용접자세
피복제의 종류
0, 1: 전자세
2: 아래보기 자세 및 수평 필릿용접
3: 아래보기
4: 전자세 또는 특정자세, 피복제 종류(극성에 영향을 줌)
문 13. 열영향부(HAZ)를 가장 좁게 할 수 있는 용접은?
① 마찰 용접
② TIG 용접
③ MIG 용접
④ 서브머지드 용접
①
<열 손실이 가장 적은 것>
- 서브머지드 아크 용접
- 유니언멜트, 잠호, 링컨, 불가시
- 자동금속아크용접, 케네디용접
- 다 같은 용접 동의어
<열 변형이 가장 적은 것>
- 전자빔 용접
<열영향부(HAZ)가 가장 좁은 것>
- 마찰용접
문 14. 홈이 깊게 가공되어 축의 강도가 약해지는 결점이 있으나 가공하기 쉽고, 60mm 이하의 작은 축에 사용되며, 특히 테이퍼 축에 사용하면 편리한 키는?
① 평행 키
② 경사 키
③ 반달 키
④ 평 키
③
<반달키, woodruff key>
홈이 깊게 가공되어 축의 강도가 약해지는 결점이 있으나 가공하기 쉽고, 60mm 이하의 작은 축에 사용되며, 특히 테이퍼 축에 사용하면 편리한 키이다.
<평행키, parallel key>
상하의 면이 평행인 키이다. 보통형, 조임형, 활동형으로 구분되고 키홈으로 인해 축의 강도가 저하될 수 있다.
<경사키, 테이퍼키, taper key>
묻힘키의 일종으로 키에 경사를 붙인 키이다. 기울기는 보통 1/100 정도이다. 편심 현상이 발생하여 고속회전 및 고정밀 회전체에는 사용되지 않는다.
<평키, flat key>
납작키라고도 하며, 납작한 장방형 단면의 키이다. 보스에만 홈을 파고, 키폭만큼 닿는 부분을 평평하게 절삭하며, 이곳에 키를 때려 박아 사용되며 하중이 많이 걸리지 않는 곳에 사용된다. 회전 방향이 때때로 바뀌는 축에 사용하면 헐거워질 우려가 있다.
문 15. 강의 열처리에서 생기는 조직 중 가장 경도가 높은 것은?
① 펄라이트(pearlite)
② 소르바이트(sorbite)
③ 마르텐사이트(martensite)
④ 트루스타이트(troostite)
③
마트소
문 16. 철판에 전류를 통전하며 외력을 이용하여 용접하는 방법은?
① 마찰 용접
② 플래시 용접
③ 서브머지드 아크 용접
④ 전자 빔 용접
②
<마찰 용접>
마찰에 의한 발열을 이용하여 금속과 금속, 금속과 플라스틱 등을 접착하는 방법
<서브머지드 아크 용접>
이음의 표면에 쌓아 올린 미세한 입상의 플럭스 속에 비피복 전극 와이어를 집어넣고, 모재와의 사이에 생기는 아크열로 용접하는 방법
<전자빔 용접, electronic beam welding>
고진공에서 고속 전자선을 사용한 용접법
<플래시 용접, flah (butt) welding>
맞대기 용접의 일종으로, 전류를 처음 통할 때에는 센 압력을 가하지 않고 접촉부는 불꽃으로 용융 비산시켜 접합부 전체를 충분히 가열하고 다음에 센 압력을 가하여 맞댄 면을 접합시키는 용접법이다.
문 17. 소성변형의 전위에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 전위의 움직임에 따른 소성변형 과정이 슬립이다.
② 슬립은 결정면의 연속성을 파괴한다.
③ 전위의 움직임을 방해할수록 재료는 경도와 강도가 증가한다.
④ 혼합전위는 쌍정과 나사전위가 혼합된 전위를 말한다.
④
<혼합 전위, mixed dislocation>
버거스 벡터(burgers vector)와 전의선(dislocation line) 사이의 각도가 직각도 아니고 평행도 아닌 전위로서 칼날전위와 나사전위의 성분이 혼합하여 합성된 것이다.
<슬립, slip>
결정 내의 일정면이 미끄럼 변화를 일으켜 이동하여 변형한다.
<쌍정, twin>
결정의 위치가 어떤 면을 경계로 대칭으로 변형한다.
<결함, defect>
결정 내의 결함이 있는 곳으로부터 변형한다. 결함의 종류에는 점결함, 선결함, 면결함, 부피결함 등이 있는데 소성변형 메커니즘은 주로 선결함이며 이를 전위(dislocation)라고 부른다.
문 18. 금속의 파괴 현상 중 하나인 크리프(creep)현상에 대한 설명으로 적절한 것은?
① 응력이 증가하여 재료의 항복점을 지났을 때 일어나는 파괴 현상
② 반복응력이 장시간 가해졌을 때 일어나는 파괴 현상
③ 응력과 온도가 일정한 상태에서 시간이 지남에 따라 변형이 연속적으로 진행되는 현상
④ 균열이 진전되어 소성변형 없이 빠르게 파괴되는 현상
③
<연성 파괴, ductile fracture>
응력이 증가하여 재료의 항복점을 지났을 때 일어나는 파괴 현상
<피로 파괴, fatigue fracture>
반복응력이 장시간 가해졌을 때 일어나는 파괴 현상
<취성 파괴, brittle fracture>
균열이 진전되어 소성변형 없이 빠르게 파괴되는 현상
<크리프 파괴, Creep Fracture>
고분자 물질인 플라스틱에서 현저히 나타나지만, 철강과 같은 금속재료 또는 콘크리트 등에서도 일어난다. 금속의 점탄성적 거동에 의한 변형으로 일어나게 된다.
<크리프 파괴의 예시>
고무줄에 추를 매달면 순간적으로 고무가 늘어나지만 그대로 방치해두면 시간이 흐름에 따라 고무는 서서히 늘어나는 것, 지상 전선이 오랜 시간 경과 후 늘어지는 현상 등이 있다.
문 19. 원통 코일 스프링의 스프링 상수 k에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?
① 유효감김 수 n에 반비례한다.
② 소선의 전단 탄성계수 G에 비례한다.
③ 소선의 지름 d의 네제곱에 비례한다.
④ 스프링의 평균 지름 D의 제곱에 비례한다.
④
<스프링 상수>
$k= \frac{G d^{4} }{8 D^{3}n } $
문 20. 절삭가공에 대한 일반적인 설명으로 옳은 것은?
① 경질재료일수록 절삭저항이 감소하여 표면조도가 양호하다.
② 절삭깊이를 감소시키면 구성인선이 감소하여 표면조도가 양호하다.
③ 절삭속도를 증가시키면 절삭저항이 증가하여 표면조도가 불량하다.
④ 절삭속도를 감소시키면 구성인선이 감소하여 표면조도가 양호하다.
②
① 경질재료일수록 절삭저항이 증가되어 표면조도가 불량하다.
③ 절삭속도를 증가시키면 절삭저항이 감소하여 표면조도가 양호하다.
④ 절삭속도를 감소시키면 구성인선이 증가하여 표면조도가 불량하다.
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