문 01. 금속결정 중 체심입방격자(BCC)의 단위격자에 속하는 원자의 수는?
① 1개
② 2개
③ 4개
④ 8개
②
<단위격자>
| 체심 | 면심 | 조밀 | 단순 | |
| 원자의 수 | 2 | 4 | 2 | 1 |
| 배위 수 (인접 원자수) |
8 | 12 | 12 | 6 |
| 충진율 | 68 | 74 | 74 | 52 |
문 02. 재결정 온도에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 1시간 안에 완전하게 재결정이 이루어지는 온도
② 재결정이 시작되는 온도
③ 시간에 상관없이 재결정이 완결되는 온도
④ 재결정이 완료되어 결정립 성장이 시작되는 온도
①
<재결정 온도, recrystallization temperature>
가공도에 따라 재결정이 일어나는 양상이 변하기 때문에 실용상 1시간에 100% 재결정이 끝나는 온도라는 의미로 쓰이고 있다.
<주요 금속의 재결정 온도>
| W | 1,000℃ | Mo | 900℃ |
| Ni | 600℃ | Pt, Fe | 450℃ |
| Ag, Cu, Au | 200℃ | Al, Mg | 150℃ |
| Zn | 18℃ | ||
| Pb | -3℃ | ||
| Sn | -10℃ |
문 03. 잔류응력(residual stress)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 변형 후 외력을 제거한 상태에서 소재에 남아 있는 응력을 말한다.
② 물체 내의 온도구배에 의해서도 발생할 수 있다.
③ 잔류응력은 추가적인 소성변형에 의해서도 감소될 수 있다.
④ 표면의 인장잔류응력은 소재의 피로수명을 향상시킨다.
④
<잔류 응력, residual stress>
- 외력을 제거한 후에도 재료에 남아서 계속 존재하는 응력
- 압축잔류응력은 피로수명과 파괴 강도를 향상시킨다.
- 인장잔류응력은 응력부식균열을 발생시킬 수 있다.
- 인장잔류응력은 피로수명과 파괴 강도를 저하시킨다.
- 잔류응력은 물체 내의 온도구배에 의해 생길 수 있다.
- 풀림처리를 통하여 잔류응력을 제거하거나 감소시킬 수 있다.
- 소성변형을 추가하여 잔류응력을 제거하거나 감소시킬 수 있다.
- 실온에서도 충분한 시간을 두고 방치하면 잔류응력을 줄일 수 있다.
- 소재의 불균일 변형으로 발생한다.
- 외력 제거된 상태에서 내력 정적 평형조건이 만족하도록 분포한다.
<잔류 응력에 의해 나타나는 현상>
- 변형 및 뒤틀림
- 경도 증가
- 피로수명 감소
- 응력부식균열
문 04. 스테인레스강에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 스테인레스강은 뛰어난 내식성과 높은 인장강도의 특성을 갖는다.
② 스테인레스강은 산소와 접하면 얇고 단단한 크롬산화막을 형성한다.
③ 스테인레스강에서 탄소량이 많을수록 내식성이 향상된다.
④ 오스테나이트계 스테인레스강은 주로 크롬, 니켈이 철과 합금된 것으로 연성이 크다.
③
<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 05. 회전운동을 병진운동으로 변환시키는 기구로 옳지 않은 것은?
① 원통캠과 종동절
② 크랭크-슬라이더 기구
③ 크랭크-로커 기구
④ 랙-피니언 기구
③
크랭크-로커 기구는 회전운동 기구이다.
<회전운동>
물체 내의 모든 점을 운동 평면에 수직한 한 선인 회전축으로부터 일정한 거리를 유지하는 운동
<병진운동>
물체 내의 모든 직선이 평행한 위치로 움직이는 운동(직선 병진운동, 곡선 병진운동)
문 06. 키(key)에 대한 설명으로 옳지 않는 것은?
① 축과 보스(풀리, 치차)를 결합하는 기계요소이다.
② 원주방향과 축방향 모두를 고정할 수 있지만 축방향은 고정하지 않아 축을 따라 미끄럼운동을 할 수도 있다.
③ 축방향으로 평행한 평행형이 있고 구배진 테이퍼형이 있다.
④ 키홈은 깊이가 깊어서 응력집중이 일어나지 않는 좋은 체결 기구이다.
④
키홈은 깊이가 깊어서 응력집중이 생길 수 있는 체결기구이다.
문 07. 구성인선(built-up edge)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 구성인선은 일반적으로 연성재료에서 많이 발생한다.
② 구성인선은 공구 윗면경사면에 윤활을 하면 줄일 수 있다.
③ 구성인선에 의해 절삭된 가공면은 거칠게 된다.
④ 구성인선은 절삭속도를 느리게 하면 방지할 수 있다.
④
<구성인선, built up edge>
연강, 스테인리스강 및 알루미늄과 같은 연한 재료를 절삭할 때 절삭공구의 날끝에 매우 단단한 물질이 부착되고 이것 때문에 깎여진 면에도 군데군데 그 흔적이 나타나는데 이것은 칩의 일부가 절삭력과 절삭열에 의한 고온, 고압으로 날끝에 녹아 붙거나 압착된 것으로 이것을 구성인선이라 한다.
<구성인선의 특징>
- 고속으로 절삭하면 칩이 날 끝에 용착되기 전에 칩이 떨어져나간다.
- 절삭깊이가 작으면 그만큼 날끝과 칩의 접촉면적이 작아진다.
→ 칩이 날 끝에 용착될 확률이 적어진다.
- 윗면경사각이 커야 칩이 윗면에 충돌하여 붙기 전에 떨어져 나간다.
- 구성인선의 끝단 반경은 실제공구의 끝단 반경보다 크다.
→ 칩이 용착되어 날 끝의 둥근 부분, 노즈가 커지기 때문이다.
- 일감의 변형경화지수가 클수록 구성인선의 발생 가능성이 커진다.
- 구성인선의 경도값은 공작물이나 정상적인 칩보다 훨씬 크다.
- 구성인선은 발생 → 성장 → 분열 → 탈락의 과정을 거친다.
- 구성인선은 공구면을 덮어서 공구면을 보호하는 역할도 할 수 있다.
- 구성인선을 이용한 절삭방법은 SWC이다.
→ 은백색의 칩을 띄며, 절삭저항을 줄일 수 있는 방법이다.
<구성인선의 방지법>
- 120m/min 이상으로 절삭속도를 크게 할 것(절삭저항 감소)
- 30° 이상으로 경사각(상면각)을 크게 할 것
- 칩과 바이트 사이에 윤활성이 좋은 절삭유를 사용할 것
- 공구의 인선을 예리하게 할 것
- 절입량과 회전당 이송을 줄일 것
- 절삭깊이를 작게 하고, 인선반경(공구반경)을 줄일 것
- 마찰계수가 작은 공구를 사용할 것
문 08. 공구수명을 단축시키는 요인 중 하나인 치핑(chipping)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 절삭 중 칩이 연속적으로 흐르는 현상이다.
② 칩과 공구의 마찰에 의해 공작물에 열이 발생하는 현상이다.
③ 절삭공구 끝이 절삭저항에 견디지 못해 떨어지는 현상이다.
④ 절삭저항이 증가하여 절삭공구가 떨리는 현상이다.
③
<치핑, chipping>
공구 결손이라고도 하며 공구날 끝의 일부가 충격에 의하여 떨어져 나가는 것으로서 절삭공구 끝이 절삭저항에 견디지 못해 떨어지는 현상으로 주로 인성이 낮은 경우 잘 발생된다. 순간적으로 발생한다. 밀링이나 평삭 등과 같이 절삭날이 충격을 받거나 초경합금공구와 같이 충격에 약한 공구를 사용하는 경우에 많이 발생한다.
<치핑의 방지대책>
- 휨(deflection)을 최소로 한다.
- 경사각과 여유각을 적당하게 유지한다.
- 호닝량을 크게 한다.
- 보다 강도가 높은 공구형상을 선정한다.
- 인성이 좋은 공구로 변경한다.
- 코팅 재종을 선정한다.
문 09. 주조법의 특성에 대한 비교 설명으로 옳지 않은 것은?
① 일반적으로 석고주형 주조법은 다이캐스팅에 비해 생산 속도가 느리다.
② 일반적으로 인베스트먼트 주조법은 사형 주조법에 비해 인건비가 저렴하다.
③ 대량생산인 경우에는 사형 주조법보다 다이캐스팅 방법을 사용하는 것이 바람직하다.
④ 일반적으로 석고주형 주조법은 사형 주조법에 비해 치수 정밀도와 표면정도가 우수하다.
②
인베스트먼트 주조법은 사형주조법보다 공정이 까다롭고 더 많아서 인건비가 사형주조법보다 더 많이 든다.
문 10. 딥드로잉된 컵의 두께를 더욱 균일하게 만들기 위한 후속 공정은?
① 아이어닝
② 코이닝
③ 랜싱
④ 허빙
①
<아이어닝, ironing>
중공 부품 압출가공 작업에서는 펀치나 다이가 마멸되면 성형품의 외경 또는 내경이 정확한 치수로 가공이 되지 않으므로 마모된 펀치나 다이의 치수 및 형상을 수정할 때 사용되는 가공법
<코이닝, coining>
조각된 형판이 붙은 한 조의 금형 사이에 재료를 넣고 압력을 가하여 표면에 조각 도형을 성형시키는 가공법으로, 소재면에 요철을 내는 가공법이다. 가공면의 형상은 이면의 것과는 무관하며 판 두께의 변화에 의해 가공된다. 스프링백(springback)의 보정이 가능하며 화폐, 메달, 배지, 문자 등의 제작에 이용된다.
<랜싱, lancing>
루버링(louvering)이라고도 하며, 전단 가공의 일종으로 펀치에 의해 재료의 일부를 전단하고 나머지 부분에서 굽혀 세우는 가공
<허빙, hubbing>
금속소재의 표면을 특정한 형상을 가진 경화처리된 펀치로 압입하는 공정
문 11. 표면거칠기에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 표면거칠기에 대한 의도를 제조자에게 전달하는 경우 삼각 기호를 일반적으로 사용한다.
② Rₘₐₓ, Rₐ, Rz의 표면거칠기 표시 중에서 Rₐ값이 가장 크다.
③ 표면거칠기는 공작물 표면의 임의 위치의 기준길이 L내에서 채취한 데이터로부터 평가한다.
④ 표면거칠기 검사법으로는 접촉식과 비접촉식 방법 모두 사용된다.
②
Rₐ가 가장 작다.
문 12. 다음 설명에 해당하는 현상은?
성형품의 냉각이 비교적 높은 부분에서 발생하는 성형수축으로 표면에 나타나는 오목한 부분의 결함을 말한다. 이를 제거하기 위해서는 성형품의 두께를 균일하게 하고, 스프루, 러너, 게이트를 크게 하여 금형 내의 압력이 균일하도록 하며, 성형온도를 낮게 억제한다. 두께가 두꺼운 위치에 게이트를 설치하여 성형온도를 낮게 억제한다.
① 플래시 현상
② 싱크 마크 현상
③ 플로 마크 현상
④ 제팅 현상
②
<싱크마크, 면수축, 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.
<플래시, flash>
금형의 파팅라인이나 이젝터 핀 등의 틈에서 흘러나와 고화 또는 경화된 얇은 조각모양의 수지가 발생되는 현상을 말하며 이것을 방지하려면 금형 자체의 밀착성을 좋게하도록 체결력을 향상시켜야 한다.
<플로마크, flow mark>
금형 내에서 성형수지가 유동하면서 균일하게 고화되지 못하여 생기는 유동자국의 얼룩무늬가 나타나는 현상이다. 이 현상을 방지하려면 노즐의 온도를 높이고 과냉각을 방지하여 콜드 슬러그 월(cold slug wall)의 단면적을 크게 해야 한다.
<제팅, jetting>
충전과정에서 가장 먼저 응고된 용융수지가 유동하여 마치 뱀이 지나간 자리와 같은 모양이 성형품에 생기는 불량현상이다. 이를 방지하려면 용융수지를 캐비티의 벽 또는 핀에 접촉시킨 후 충전하거나 게이트의 단면적을 크게 하거나 또는 필름게이트를 사용하고 사출속도를 느리게 한다.
문 13. 다음과 같이 지름이 D₁인 A 피스톤에 F₁의 힘이 작용하였을 때, 지름이 D₂인 B 실린더에 작용하는 유압은? (단, D₂ ＝4D₁이다.)
① $\frac{4 F_{1} }{ \pi D_{1} ^{2} } $
② $\frac{F_{1} }{ \pi D_{1} ^{2} } $
③ $\frac{F_{1} }{ 2\pi D_{1} ^{2} } $
④ $\frac{F_{1} }{ 4\pi D_{1} ^{2} } $
①
<파스칼의 원리, Pascal's principle>
밀폐 용기의 유체에 가한 압력은 모든 방향에서 같은세기로 전달된다.
문 14. 통계적 품질관리에 사용되는 용어에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 모집단은 표본을 통한 조사의 대상이 되는 어떤 특성을 가진 모든 개체들의 전체 집합이다.
② 표본크기는 전체 모집단에 관한 정보를 얻기 위하여 표본의 성질을 조사할 때 표본으로 추출되어 검사되는 개체의 수량이다.
③ 계량법은 기계가공, 성형가공 또는 용접 가공된 부품의 내부와 외부 결함이나 판금 제품의 표면 흠집 등 정성적인 특성의 존재 여부를 조사하는 방법이다.
④ 도수분포는 각 조건에 맞는 개체의 수를 곡선으로 나타낸 분포도이다.
③
<계량법, method of variables>
치수, 공차, 표면 정도, 물리적 또는 기계적 성질 같은 제품 측성을 정량적으로 측정하는 것, 대상이 되는 집단에 속해 있는 각 개체에 대해서 실시되며, 측정 결과는 주어진 규격과 비교됨
<계수법, method of attributes>
기계 가공, 성형 가공, 용접 가공된 부품의 내부 혹은 외부의 결함이나 판재 제품의 표면 흠집 같은 정성적인 특성의 존재 여부 조사, 대상 집단에 속해 있는 각 개체를 검사하며, 정성적 측정 결과를 정확하게 얻기가 까다롭고 그로 인한 변동폭이 크므로, 표본 크기는 일반적으로 계량법의 경우보다 크게 잡음
<표본 크기, sample size>
전체 모집단에 관한 정보를 얻기 위해 표본의 성질을 조사할 때 표본으로 추출되어 검사되는 개체의 수
<무작위 표본 추출, random sampling>
모집단 혹은 로트(단위 생산체)로부터 표본을 추출할 때 각 개체가 표본으로 취해질 기회가 동등하게 주어지는 추출 방법
<모집단, population universe>
표본 추출의 대상이 되는 동일한 특성을 가진 개체들의 전체 집합
<로트 크기, lot size>
모집단의 부분 집합, 하나 혹은 여러 개의 로트는 모집단을 대표한다고 간주함
문 15. 다음 설명에 해당하는 것은?
판재가공에서 모양과 크기가 다른 판재 조각을 레이저 용접한 후, 그 판재를 성형하여 최종 형상으로 만드는 기술이다.
① 테일러 블랭킹
② 전자기성형
③ 정밀 블랭킹
④ 하이드로포밍
①
<테일러 블랭킹, TWB, Tailor Welded Blanking>
재료의 두께와 강도가 다른 재료를 레이저 용접으로 접합시키는 공법이며 이 공법으로 제작한 프레스 부품을 사용하여 부품 각 부위의 필요 강도를 만족시키는 동시에 경량화를 가능하게 한다.
<전자기성형>
저장된 전기를 자기코일로 순간적으로 방출하여 가공하는 방법(얇은 관을 봉, 케이블, 플러그 위에 눌러 붙이거나 벌징이나 플레어링 등 작업 가능)
<정밀 블랭킹>
일반 블랭킹보다 매끈하고 정확한 전단면을 얻을 수 있는 블랭킹
<하이드로포밍>
다이와 펀치 사이에 가공물을 놓고 탄성체인 다이 쪽으로 펀치를 눌러서 펀치 형상에 따라 제품을 만드는 작업으로 딥 드로잉보다 깊은 제품 가공이 가능하다.
문 16. 개수로를 흐르는 유체의 유량 측정에 사용되는 것은?
① 벤투리미터(venturimeter)
② 오리피스(orifice)
③ 마노미터(manometer)
④ 위어(weir)
④
<벤투리미터, venturimeter>
관수로의 유량을 측정하는 장치이며 관수로의 일부에 단면을 변화시킨 관을 부착하고, 여기를 통과하는 물의 수압 변화로부터 유량을 구한다.
<오리피스, orifice>
유체가 통하는 작은 직경의 구멍(직경 > 길이)으로 비교적 소량의 유량 측정 등에 사용된다.
<액주계, manometer>
압력과 수두 사이의 정압관계를 이용한 차압계이다.
<위어, weir>
개수로의 도중에서 흐름을 막아 이것을 넘치게하여 물을 낙하시켜 개수로를 흐르는 유체의 유량 측정에 사용되는 장치이다.
문 17. 내연기관에 사용되는 윤활유가 갖추어야 할 조건으로 옳지 않은 것은?
① 산화 안정성이 클 것
② 기포 발생이 많을 것
③ 부식 방지성이 좋을 것
④ 적당한 점도를 가질 것
②
<내연기관의 윤활유>
마찰력을 줄이거나 마찰열을 분산시킬 목적으로 사용하는 유상물질이며 윤활성, 냉각성, 기밀성, 내열성, 산화안정성, 적당한 점성, 높은 점성지수, 감마성, 소포성 등이 있어야 한다.
문 18. 캐비테이션(cavitation) 현상이 일어날 때 관계가 없는 것은?
① 소음과 진동 발생
② 펌프의 효율 증가
③ 가동날개에 부식 발생
④ 심한 충격 발생
②
<캐비테이션, cavitation, 공동 현상>
펌프의 흡입측 배관 내의 물의 정압이 기존의 증기압보다 낮아져서 기포가 발생되는 현상으로, 펌프와 흡수면 사이의 수직거리가 너무 길 때, 관 속을 유동하고 있는 물속의 어느 부분이 고온도일수록 포화증기압에 비례해서 상승할 때 발생한다.
<캐비테이션의 발생>
- 물속 어느 부분의 정압이 그때 물 온도에 해당하는 증기압력 이하일 때
→ 부분적으로 증기가 발생하는 현상이다.
→ 유체의 압력이 국부적으로 매우 낮아질 때 발생한다.
- 펌프에 물이 고속으로 유량이 증가할 때 펌프 입구에서 발생한다.
- 회전하는 프로펠러 끝단 유체의 고속·저압에서 발생한다.
- 캐비테이션수가 임계 캐비테이션수보다 낮을 때 발생한다.
- 유체에 압력파동을 만들어 주면 캐비테이션이 더 일어난다.
- 펌프와 흡수면 사이의 거리가 너무 멀 때
- 흡입양정이 크고, 액체의 온도가 높을 경우
- 날개차의 원주속도가 크고, 날개차의 모양이 적당하지 않을 경우
<캐비테이션의 영향>
- 양정곡선이 저하되며 효율곡선도 하강된다.
- 윤활작용이 감소하고 작동유의 열화가 촉진된다.
→ 소음·진동 발생, 관 부식, 임펠러 손상, 펌프의 성능 저하를 유발한다.
- 기포는 작동유에 비해 압축성이 높으므로 압축성이 증가한다.
→ 유압기기 작동이 불안정하게 된다.
<공동현상의 방지>
- 실양정이 크게 변동해도 토출량이 크게 증가하지 않도록 주의한다.
- 스톱밸브를 지양, 슬루스밸브를 사용하고 펌프의 흡입수두를 작게 한다.
- 유속을 3.5m/s 이하로 유지시키고 펌프의 설치위치를 낮춘다.
- 마찰저항이 작은 흡입관을 사용하여 흡입관 손실을줄인다.
- 펌프의 임펠러속도(회전수)를 작게 한다. 즉, 흡입비교회전도를 낮춘다.
- 펌프의 설치위치를 수원보다 낮게 한다.
- 양흡입펌프를 사용, 즉 펌프의 흡입측을 가압한다.
- 관 내의 물의 정압을 그때의 증기압보다 높게 한다.
- 흡입관의 구경을 크게 하며 배관을 완만하고 짧게 한다.
- 펌프를 2개 이상 설치한다.
- 유압회로에서 기름의 정도는 800ct를 넘지 않아야한다.
- 압축펌프를 사용하고, 회전차를 수중에 완전히 잠기게 한다.
문 19. 인벌류트 치형을 갖는 평기어의 백래쉬(backlash)에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 피치원둘레상에서 측정된 치면 사이의 틈새이다.
② 피치원상에서 측정한 이와 이 사이의 거리이다.
③ 피치원으로부터 이끝원까지의 거리이다.
④ 맞물린 한쌍의 기어에서 한 기어의 이끝원에서 상대편 기어의 이뿌리원까지의 중심선상 거리이다.
①
<원주 피치, circular pitch>
피치원의 원둘레를 잇수로 나눈 값
<이끝 높이, addendum>
피치원으로부터 이끝원까지의 거리
<이끝 틈새, top clearence>
맞물린 한 쌍의 기어에서 한 기어의 이끝원에서 상대편 기어의 이뿌리원까지의 중심선상 거리
문 20. 평벨트의 접촉각이 θ, 평벨트와 풀리 사이의 마찰계수가 μ, 긴장측 장력이 Tₜ, 이완측 장력이 Tₛ일 때, 의 장력비는? (단, 평벨트의 원심력은 무시한다.)
① $e^{ \mu \theta } $
② $ \frac{1}{e^{ \mu \theta } } $
③ $1-e^{ \mu \theta } $
④ $1- \frac{1}{e^{ \mu \theta } } $
①
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