22년 1회차

주철의 물리적, 기계적 성질에서 강에 비해 인장강도와 충격값이 우수하다는 설명이 틀렸다. 주철은 탄소 2~6.7%를 함유한 철 합금으로, 절삭성·내마모성이 우수하고 주조성이 뛰어나 복잡한 형상 제작에 유리하다. 그러나 강과 비교할 때 주철은 인장강도와 충격값이 낮으며 취성이 강해 충격에 약한 특징을 가지므로, 2번 보기의 설명은 주철의 실제 성질과 반대된다.

같은 최대전단응력 조건에서 비교하면 T_B = 7.5 T_A가 되어, 중공축이 중실축보다 7.5배의 토크를 전달할 수 있다.

중실축의 허용 토크는
$T_A = \dfrac{\pi \tau d^3}{16}$
이고, 중공축(내경 d, 외경 2d)의 허용 토크를
$T_B = \dfrac{\pi \tau (2d)^4 (1-(1/2)^4)}{16 \times 2d} = \dfrac{\pi \tau d^3}{16}\times \dfrac{16 \times \frac{15}{16}}{1} = \dfrac{\pi \tau d^3}{16}\times 15$
로 계산하면 $T_B/T_A$가 과대해진다.

같은 최대전단응력 $\tau$ 조건에서 정확히 비교하면
$T_B = \dfrac{\pi \tau}{16}\cdot \dfrac{(2d)^4-d^4}{2d} = \dfrac{\pi \tau}{16}\cdot \dfrac{15d^3}{2}=\dfrac{\pi \tau d^3}{16}\times 7.5$
이다.

비파괴시험은 제품을 파괴하지 않고 용접부의 결함을 검출하는 시험 방법이다. 인장시험은 용접부 시편을 늘려서 파괴시킬 때까지 강도를 측정하는 파괴시험이므로 비파괴시험이 아니다. 음향시험(초음파탐상)은 음파를 이용해 내부 결함을 탐지하고, 누설시험은 압력 차이로 기공·균열 등의 누설을 감지하며, 형광시험은 형광액 침투로 표면 결함을 검출하는 것으로 모두 제품을 손상시키지 않는 비파괴시험이다.

단일 나사의 경우 피치각과 리드각의 관계에서 리드각 = 90° − 피치각이 성립한다(또는 피치각 + 리드각 = 90°). 문제에서 "비틀림각이 30°"는 나사 프로필의 기울기(피치각)를 의미하므로, 피치각 30°일 때 리드각 = 90° − 30° = 60°이다.

나사의 리드각은 리드(한 바퀴에 진행하는 거리)와 나사의 지름을 이용한 기하학적 관계로 결정되며, 같은 리드를 가진 나사라도 지름이 작을수록 리드각이 커진다. 리드각 α는 $\tan \alpha = \frac{L}{\pi d}$ (L: 리드, d: 지름)로 표현되고, 골지름이 가장 작으므로 골지름에서 리드각이 최대이다.

크랭크 축에서 실제로 사용 가능한 동력은 지시마력에서 기계손실(마찰손실, 펌프손실 등)을 제외한 값이며, 이를 정미마력(Brake Horsepower, BHP)이라 한다. 지시마력은 실린더 내 연소가스 압력으로 얻은 이론적 동력이고, SAE마력은 미국 표준에 따른 측정 기준이며, 연료마력은 연료의 이론적 에너지량이다. 따라서 동력손실을 제외하고 크랭크 축에서 실제 사용 가능한 동력은 정미마력이다.

DLI(동시점화) 방식은 피스톤이 함께 오르내리는 실린더 두 개를 코일 하나로 묶어 동시에 점화한다. 4기통에서는 1-4번, 2-3번이 짝이 된다. 따라서 2번이 점화할 때는 3번 실린더도 함께 점화되며, 이때 3번 쪽 불꽃은 배기행정에서 튀는 무효 불꽃이다.