문 01. 소성가공의 종류 중 압출가공에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 소재를 용기에 넣고 높은 압력을 가하여 다이 구멍으로 통과시켜 형상을 만드는 가공법
② 소재를 일정 온도 이상으로 가열하고 해머 등으로 타격하여 모양이나 크기를 만드는 가공법
③ 원뿔형 다이 구멍으로 통과시킨 소재의 선단을 끌어당기는 방법으로 형상을 만드는 가공법
④ 회전하는 한 쌍의 롤 사이로 소재를 통과시켜 두께와 단면적을 감소시키고 길이 방향으로 늘리는 가공법
①
<단조가공>
소재를 일정 온도 이상으로 가열하고 해머 등으로 타격하여 모양이나 크기를 만드는 가공법
<인발가공>
원뿔형 다이 구멍으로 통과시킨 소재의 선단을 끌어당기는 방법으로 형상을 만드는 가공법
<전조 가공, roll forming>
회전하는 한 쌍의 롤 사이로 소재를 통과시켜 두께와 단면적을 감소시키고 길이 방향으로 늘리는 가공법
문 02. 금속의 인장시험의 기계적 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 응력이 증가함에 따라 탄성 영역에 있던 재료가 항복을 시작하는 위치에 도달하게 된다.
② 탄력(resilience)은 탄성 범위 내에서 에너지를 흡수하거나 방출할 수 있는 재료의 능력을 나타낸다.
③ 연성은 파괴가 일어날 때까지의 소성변형의 정도이고 단면 감소율로 나타낼 수 있다.
④ 인성(toughness)은 인장강도 전까지 에너지를 흡수할 수 있는 재료의 능력을 나타낸다.
④
<인성, toughness>
파괴되기 전까지 에너지를 흡수할 수 있는 재료의 능력을 나타낸다. 인성이 높은 재료는 질기므로 잘 깨지지 않으며, 취성이 높은 재료는 취약하여 잘 깨지는 성질을 지닌다.
문 03. 길이 방향으로 여러 개의 날을 가진 절삭공구를 구멍에 관통시켜 공구의 형상으로 가공물을 절삭하는 가공법은?
① 밀링(milling)
② 보링(boring)
③ 브로칭(broaching)
④ 태핑(tapping)
③
<브로칭, broaching>
길이 방향으로 여러 개의 날을 가진 절삭공구를 구멍에 관통시켜 공구의 형상으로 가공물을 절삭하는 가공법
<밀링, milling>
다인 공구인 밀링커터를 사용하여 면을 가공하는 작업
<보링, boring>
보링바를 사용하여 구멍을 더 정밀하게 넓히는 작업
<태핑, tapping>
탭(tap)을 사용하여 암나사를 가공하는 작업(1번탭 55%, 2번탭 25%, 3번탭 20%)
문 04. 강의 열처리 방법에 대한 설명을 순서대로 옳게 나열한 것은?
가. 강을 표준 상태로 하기 위하여 가공 조직의 균일화, 결정립의 미세화, 기계적 성질의 향상
나. 강 속에 있는 내부 응력을 완화시켜 강의 성질을 개선하는 것으로 노(爐)나 공기 중에서 서랭
다. 불안정한 조직을 재가열하여 원자들을 좀 더 안정적인 위치로 이동시킴으로써 인성을 증대
라. 재료를 단단하게 하기 위해 가열된 재료를 급랭하여 경도를 증가시켜서 내마멸성을 향상
① 뜨임 불림 담금질 풀림
② 불림 풀림 뜨임 담금질
③ 불림 뜨임 풀림 담금질
④ 뜨임 풀림 불림 담금질
②
<불림, normalizing>
강을 표준 상태로 하기 위하여 가공 조직의 균일화, 결정립의 미세화, 기계적 성질의 향상
<풀림, annealing>
강 속에 있는 내부응력을 완화시켜 강의 성질을 개선하는 것으로 노(爐)나 공기 중에서 서랭
<뜨임, tempering>
불안정한 조직을 재가열하여 원자들을 좀 더 안정적인 위치로 이동시킴으로서 인성을 증대
<담금질, quenching>
재료를 단단하게 하기 위해 가열된 재료를 급랭하여 경도를 증가시켜서 내마멸성을 향상
문 05. 박판성형가공법의 하나로 선반의 주축에 다이를 고정하고, 심압대로 소재를 밀어서 소재를 다이와 함께 회전시키면서 외측에서 롤러로 소재를 성형하는 가공법은?
① 스피닝(spinning)
② 벌징(bulging)
③ 비딩(beading)
④ 컬링(curling)
①
<스피닝, spinning>
박판성형가공법의 하나로 선반의 주축에 다이를 고정하고, 심압대로 소재를 밀어서 소재를 다이와 함께 회전시키면서 외측에서 롤러로 소재를 성형하는 가공법
<벌징, bulging>
튜브나 원추형 소재를 단순히 확장시키는 하이드로포밍 가공법
<비딩, beading>
오목 및 볼록형상의 롤러 사이에 함석판 또는 양철판을 넣고 롤러를 회전시켜 홈을 만드는 작업을 비딩이라 한다. 이것을 각종용기 또는 각종판재의 측단부에 적용한 것을 플랜징(flanging)이라 한다.
<컬링, curling>
재료나 드로잉 가공으로 성형한 용기의 테두리를 프레스나 선반 등으로 둥그스름하게 굽히는 가공법
문 06. 제품의 시험검사에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 인장시험으로 항복점, 연신율, 단면감소율, 변형률을 알아낼 수 있다.
② 브리넬시험은 강구를 일정 하중으로 시험편의 표면에 압입시킨다. 경도 값은 압입자국의 표면적과 하중의 비로 표현한다.
③ 비파괴 검사에는 초음파 검사, 자분탐상 검사, 액체침투 검사 등이 있다.
④ 아이조드 충격시험은 양단이 단순 지지된 시편을 회전하는 해머로 노치를 파단시킨다.
④
<충격시험>
공업적으로 가장 많이 사용되고 있는 충격시험은 충격 굽힘시험이며, 이 시험에는 보통 샤르피 충격시험기 또는 아이조드 충격시험기가 사용된다. 충격시험 결과는 충격값으로 표시되며, 이 충격값은 단지 충격에 대한 저항력의 대소를 나타내는 척도이다.
<샤르피 충격시험, Charpy test>
일정한 각도로 들어 올린 진자를 자유낙하시켜 물체와 충돌시킨 뒤 충돌전후 진자의 위치에너지 차이를 측정한다. 양단이 단순 지지된 시험시편을 회전하는 해머로 노치를 파단시키는 충격시험이다.
<아이조드 충격시험, Izod test>
시험시편의 양단이 아니라 시편의 한쪽 단을 지지하고 회전하는 해머로 노치를 파단시키는 충격시험, 외팔보나 내다지보(돌출보)에서 시험한다.
문 07. 알루미늄 합금인 두랄루민은 기계적 성질이 탄소강과 비슷하며 무게를 중시하고 강도가 큰 것을 요구하는 항공기, 자동차, 유람선 등에 사용되는데, 두랄루민의 주요 성분은?
① Al-Cu-Ni
② Al-Cu-Cr
③ Al-Cu-Mg-Mn
④ Al-Si-Ni
③
<두랄루민, duralumin, 2017 합금>
- 고강도 알루미늄 합금 또는 가공용 알루미늄 합금이다.
- Al-Cu-Mg-Mn(Cu 4%, Mg 0.5%, Mn 0.5%)으로 구성된다.
- 자동차, 항공기 등의 재료로 사용된다.
- 알루미늄 합금 중 열처리에 의해 재질 개선이 가능한 합금이다.
- 고온에서 급랭하여 담금질 시효경화로 기계적 성질을 개선한다.
- 강도가 크고 성형성이 좋다.
- 비강도는 연강의 3배이며 비중은 연강의 약 0.33배이다.
- 인장강도는 294~441 MPa이다.
<초두랄루민, super duralumin, 2024 합금, SD>
- 시효경화(age hardening)를 통해 강도를 높인 것
- Al-Cu-Mg-Mn 합금(Cu 4.5%, Mg 1.5%, Mn 0.6%)
- 항공기 재료로 적합, T₄ 처리(인장강도 480 Mpa로 향상)
- T₅ 처리(T₄ 처리와 강도는 동일하고 내력 상승)
- 연신은 감소되지만 실용상 지장이 없으므로 많이 사용
- 내식성이 좋지 않아 부식 염려가 있음
- 표면에 순 Al을 피복한 clad재를 사용
문 08. 인베스트먼트 주조법의 설명으로 옳지 않은 것은?
① 모형을 왁스로 만들어 로스트 왁스 주조법이라고도 한다.
② 생산성이 높은 경제적인 주조법이다.
③ 주물의 표면이 깨끗하고 치수 정밀도가 높다.
④ 복잡한 형상의 주조에 적합하다.
②
<인베스트먼트 주조, investment casting>
먼저 알루미늄 및 스틸 등으로 왁스 모형을 제작하기 위한 왁스 사출금형을 만든 다음, 이 금형틀에 액체 또는 반고체 상태의 왁스를 부어 원하는 형상의 모형을 만들기 때문에 생산성이 높은 경제적인 주조법이 아니다.
문 09. 강화플라스틱 재료에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 강화플라스틱은 분산상의 섬유와 플라스틱 모재로 구성되어 있다.
② 강화플라스틱에서 최대 강도는 인장력이 작용하는 방향에 수직으로 섬유가 배열될 때 얻어진다.
③ 강화플라스틱은 비강도 및 비강성이 높고 이방성이 크다.
④ 강화플라스틱은 섬유와 플라스틱 모재 간의 경계면에서 하중이 전달되기 때문에 두 재료의 접착력이 매우 중요하다.
②
<강화 플라스틱>
최대 강도는 인장력이 작용하는 방향에 수평으로 섬유가 배열될 때 얻어진다.
<플라스틱>
가볍고 여러 가지 모양을 쉽게 만들 수 있다는 장점이 있는 반면에 열과 충격에 약하다는 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 유리 섬유, 탄소 섬유 등의 보강재를 사용한 플라스틱을 강화 플라스틱이라고 한다. 대표적인 강화 플라스틱인 섬유강화 플라스틱(FRP)은 보론 섬유, 탄소 섬유 또는 유리 섬유를 함께 사용하여 만든 것으로, 가볍고 열에 강하며 마모성과 부식성이 작기 때문에 테니스 라켓을 비롯한 각종 레저 및 스포츠, 항공우주기구, 자동차, 헬멧, 음향기기, 소형 선박의 전체, 욕조, 컨테이너, 강도 높은 구조물 등에 널리 이용되고 있다.
<플라스틱 재료의 일반적인 특징>
- 완충성(충격흡수)이 크고 성형성이 우수하다.
- 자기윤활성이 풍부하고 전기 전열성이 좋다.
- 내식성이 크고 내약품성도 뛰어나며 알칼리에도 잘 견딘다.
- 마찰계수가 작고 기계적 성질이 우수하다.
- 비중 1~1.5 정도이고, 가볍고 튼튼하다.
- 단단한 편이지만 내구성이 낮고 열에 약하다.
- 복합화에 의한 재질의 개량이 가능하다.
문 10. 포정반응의 설명으로 옳은 것은?
① 냉각할 때 액상이 두 개의 고상으로 바뀌고, 가열할 때 역반응이 일어난다.
② 철탄화물계에서 냉각시 액상이 γ철과 시멘타이트로 바뀌는 반응이다.
③ 가열할 때 하나의 고상이 하나의 액상과 다른 하나의 고상으로 바뀌고, 냉각할 때 역반응이 일어난다.
④ 냉각할 때 고상이 서로 다른 두 개의 고상으로 바뀌고, 가열할 때 역반응이 일어난다.
③
<포정, peritectic transformation>
냉각할 때 액상 + 고상이 하나의 다른 고상으로 바뀌고, 가열할 때 역반응이 일어난다. 철탄화물계에서 냉각시 액상+고상이 오스테나이트로 바뀌는 반응이다.
<포정 반응, peritectic transformation>
합금의 응고에 있어서 A결정 + 용액의 혼합체가 일정 온도로 전혀 다른 B결정이 되는 반응이다. A결정의 주변에서 B결정의 발생이 먼저 일어나 A결정의 둘레를 B결정이 둘러싸기 때문에 포정이라는 이름을 붙인 것이다. 그 후 확산이 일어나고 충분한 시간이 경과되면 모두 B결정이 된다.
<평형상태도에서 나타나는 반응>
공석: γ → α + Fe₃C, 0.77C , 723℃ , 펄라이트(오→페시=펄) A₁
공정: 액 → γ + Fe₃C, 4.3C , 1,130℃, 레데뷰라이트
포정: δ + 액 → γ , 0.17C , 1,495℃
자기변태점(큐리점, A₂): 768℃
왼 → 오(냉각)
공석 고 고고(냉각x)
공정 액 고고
포정 액고 고
편정 액 고액
문 11. 와이어 방전가공에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 가공액은 일반적으로 수용성 절삭유를 물에 희석하여 사용한다.
② 와이어 전극은 동, 황동 등이 사용되고 재사용이 가능하다.
③ 와이어는 일정한 장력을 걸어주어야 하는데 보통 와이어 파단력의 1/2정도로 한다.
④ 복잡하고 미세한 형상 가공이 용이하다.
②
<와이어컷 방전 가공기>
구리, 황동, 텅스텐 등의 재질로 되어 있는 가는 선을 전극으로, 일정한 장력과 이송 속도를 주면서 와이어와 일감 사이에 60~300V 정도의 전압을 걸어 일감과 와이어 사이에 발생되는 방전 현상을 이용해 일감을 2차원의 윤곽 형태로 가공하는 것이다. 와이어 전극은 동, 황동 등이 사용되고 재사용이 불가능하다. 방전가공의 종류 중 하나이므로 절연액 또한 필요하다.
<와이어 컷 방전가공의 특징>
- 방전가공의 종류 중 하나이므로 절연액 또한 필요하다.
→ 가공액은 일반적으로 수용성 절삭유를 물에 희석하여 사용한다.
- 전기방전 시 나오는 열에너지에 의해 절단이 이루어진다.
- 도체이면 경도와 관계없이 가공이 가능하고 표면거칠기가 양호하다.
→ 복잡하고 미세한 형상 가공이 용이하다.
→ 2차원 형상의 금형을 제작하는데 유용하다.
- 와이어 전극은 동, 황동 등이 사용되고 재사용이 불가능하다.
- 와이어는 일정한 장력을 걸어주어야 한다.
→ 보통 와이어 파단력의 ½정도로 한다.
문 12. 디젤기관의 일반적인 특성에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 공기와 연료를 혼합하여 동시에 공급한다.
② 전기점화 방식을 사용하여 연료를 착화한다.
③ 소음과 진동이 적어 조용한 운전이 가능하다.
④ 연료장치로 연료 분사 펌프와 노즐을 사용한다.
④
<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 |
문 13. 길이가 L이고 스프링 상수가 k인 균일한 스프링이 있다. 이 스프링 길이의 2/3를 잘라내고 남은 길이가 1/3인 스프링의 스프링 상수는 얼마인가? (단, 스프링에는 길이 방향 하중만 작용한다.)
① k/3
② 2k/3
③ 3k/2
④ 3k
④
스프링 n 등분하면 스프링상수는 n배가 됨
- 유효권수와 스프링 상수와의 관계 때문인데, 그냥 암기하자
문 14. 국가의 산업 표준 기호를 바르게 연결한 것은?
① 미국-ANSI
② 영국-BN
③ 독일-DIS
④ 일본-JIN
①
<산업 규격>
ISO: 국제 표준화 기구
KS: 한국 산업 규격
JIS: 일본 산업 규격
DIN: 독일 산업 규격
BS: 영국 산업 규격
ANSI: 미국 산업 규격
SNV: 스위스 산업 규격
NF: 프랑스 산업 규격
문 15. 전기저항 용접법에서 겹치기 저항용접에 속하지 않는 것은?
① 점(spot) 용접
② 플래시(flash) 용접
③ 심(seam) 용접
④ 프로젝션(projection) 용접
②
<전기 저항 용접>
겹치기: 점용접, 프로젝션용접, 심용접(점프심)
맞대기: 플래시용접, 방전충격용접, 업셋용접(풀방업)
문 16. 축압 브레이크의 일종으로, 회전축 방향에 힘을 가하여 회전을 제동하는 제동 장치는?
① 드럼 브레이크
② 밴드 브레이크
③ 블록 브레이크
④ 원판 브레이크
④
<디스크 브레이크, 원판 브레이크>
축압 브레이크의 일종으로 마찰패드에 회전축방향의 힘을 가하여 회전을 제동하는 브레이크
<블록 브레이크>
브레이크 드럼의 한쪽 또는 양쪽에 배치되어 드럼을 조여 마찰력을 생기게 함으로써 회전축을 제동하는 브레이크
<밴드 브레이크>
강철 또는 가죽 밴드를 회전체에 부착시킨 주철 또는 주강제의 브레이크
<드럼 브레이크>
바퀴와 함께 회전하는 브레이크 드럼 안쪽으로 라이닝(마찰재)을 붙인 브레이크 슈를 압착하여 제동력을 얻는 브레이크
문 17. 기하공차를 표시하는 기호가 옳지 않은 것은?
①
<데이텀 필요 없는 기하공차, 가운데 글자>
원통면직
<자세공차>
- 평행도, 경사도, 직각도
- //, ∠, ㅗ
<9·7급 수준에서의 기하공차 치트키>
필자가 추천하는 기하공차 날먹 풀이법이다. 데이텀이 필요 없는 기하공차들의 가운데 글자 두문자인 원통면직이 바로 그 치트키이다. 문제 선지에서 진원도, 원통도, 평면도, 진직도 이거 네개중 아닌것이 답이거나, 이거 네개중 하나만 있는 선지가 답이 된다. 여러가지 문제들로 적용해보길 바랍니다. ㅋㅋㅋ 이 문제는 그냥 단순히 기호 맞추는거라 적용이 안되는 문제지만, 데이텀이 필요 없는 기하공차 찾기, 자세공차 찾기 등 이런 문제에 적용이 된다.
문 18. 응력집중 현상이 재료의 한계 강도를 초과하면 균열이 발생되어 파손을 초래하는 원인이 된다. 이러한 응력집중 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
① 필릿의 반지름을 크게 하여 응력집중 현상을 감소시킨다.
② 노치, 구멍, 홈 및 단 부위에 응력집중 현상이 발생된다.
③ 응력집중 정도를 알아보기 위한 응력집중계수는 재료의 크기와 재질에 영향을 크게 받는다.
④ 단면 부분을 열처리하거나 표면거칠기를 향상시켜서 응력집중 현상을 감소시킨다.
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 19. ㉠, ㉡에 들어갈 축 이음을 순서대로 나열한 것으로 적절한 것은?
두 축의 중심선을 일치시키기 어렵거나, 진동이 발생되기 쉬운 경우에는 ㉠ 을 사용하여 축을 연결하고, 두 축이 만나는 각이 수시로 변화하는 경우에는 ㉡ 이(가)사용된다.
① 플랜지 커플링, 유니버설 조인트
② 플렉시블 커플링, 유니버설 조인트
③ 플랜지 커플링, 유체 커플링
④ 플렉시블 커플링, 유체 커플링
②
<유니버설 조인트, universal joint>
두 축이 만나는 각이 수시로 변화하는 경우 사용
<플렉시블 커플링, flexible coupling>
회전토크의 전달기능과 두 축 간의 축경사와 편심을 흡수하는 기능에 따라 여러 종류가 개발되어 사용된다. 두 축 사이의 약간의 축심의 어긋남과 축의 팽창 및 수축을 커플링에서 흡수할 수 있다. 두 축 사이의 진동을 절연시키는 역할을 한다.
문 20. 레이디얼 구름 베어링의 구성요소가 아닌 것은?
① 내륜
② 리테이너
③ 전동체
④ 고정륜
④
<레이디얼 구름 베어링의 구성요소>
전동체(회전체), 리테이너, 내륜, 외륜 등
구름 베어링에 사용되는 회전체로는 구 모양의 볼 또는 원통형 모양의 롤러가 있다.
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