13년 1회차

압출가공은 소재를 용기(컨테이너)에 넣고 높은 압력을 가해 다이 구멍으로 밀어내 단면 형상을 만드는 가공법이다.

압출은 램으로 밀어내는 방식이고, 인발은 다이 출구 쪽에서 끌어당기는 방식이라는 점이 구별 기준이다.

• 가열 후 해머로 타격해 성형: 단조에 대한 설명이다.
• 원뿔형 다이를 통과한 소재 선단을 끌어당김: 인발에 대한 설명이다.
• 회전하는 한 쌍의 롤 사이로 통과: 압연에 대한 설명이다.

인성(toughness)은 인장강도 전까지가 아니라 파괴될 때까지 흡수하는 에너지이므로 이 설명이 옳지 않다.

응력-변형률 선도에서 인성은 파단점까지의 전체 면적, 레질리언스는 탄성한도까지의 면적에 해당한다.

• 응력이 커지면 탄성 영역의 재료가 항복을 시작한다: 옳다.
• 탄력(resilience)은 탄성 범위의 에너지 흡수·방출 능력이다: 옳다.
• 연성은 파괴까지의 소성변형 정도이며 단면감소율로 나타낸다: 옳다.

길이 방향으로 여러 날이 배열된 공구를 구멍에 관통시켜 공구 형상대로 깎는 가공법은 브로칭(broaching)이다.

브로치는 뒤쪽 날로 갈수록 조금씩 커져, 한 번의 통과로 키 홈·스플라인 구멍 등을 완성한다.

• 밀링: 회전하는 다인 커터로 평면·홈 등을 깎는다.
• 보링: 이미 뚫린 구멍을 넓히거나 다듬는다.
• 태핑: 탭으로 암나사를 깎는다.

가~라는 순서대로 불림－풀림－뜨임－담금질이다.

네 가지 기본 열처리는 목적과 냉각 방법으로 구별한다.

• 가(불림, normalizing): 가공 조직을 균일화·미세화해 표준 상태로 만든다.
• 나(풀림, annealing): 내부 응력을 없애고 연화시키며 노 안이나 공기 중에서 서냉한다.
• 다(뜨임, tempering): 담금질한 불안정 조직을 재가열해 인성을 높인다.
• 라(담금질, quenching): 가열 후 급랭해 경도와 내마멸성을 높인다.

선반 주축에 다이를 고정하고 소재를 함께 회전시키며 롤러로 성형하는 박판가공은 스피닝(spinning)이다.

스피닝은 회전하는 소재를 롤러나 막대로 눌러 다이 형상에 맞추므로 축대칭 용기를 이음매 없이 만든다.

• 벌징: 용기 안쪽에 압력을 가해 배를 부풀리는 가공이다.
• 비딩: 판에 좁은 돌기를 내는 가공이다.
• 컬링: 판 가장자리를 둥글게 마는 가공이다.

양단을 단순 지지한 시편을 해머로 파단시키는 것은 샤르피(Charpy) 충격시험이므로, 이를 아이조드 시험이라 한 설명이 옳지 않다.

아이조드 충격시험은 시편의 한쪽 끝을 고정한 외팔보 상태에서 해머로 타격한다.

• 인장시험으로 항복점·연신율·단면감소율·변형률을 안다: 옳다.
• 브리넬시험은 강구를 압입해 하중을 압입자국 표면적으로 나눈다: 옳다.
• 비파괴 검사에는 초음파·자분탐상·액체침투 검사가 있다: 옳다.

두랄루민의 주요 성분은 Al－Cu－Mg－Mn이다.

두랄루민은 대표적인 시효경화성 고강도 알루미늄 합금으로, 가벼우면서 강도가 커 항공기 구조재에 쓰인다.

• Al－Cu－Ni: Mg 가 더해지면 Y 합금 계열(내열 합금)에 가깝다.
• Al－Cu－Cr: 두랄루민의 조성이 아니다.
• Al－Si－Ni: 실루민 계열 주조용 합금의 조성에 가깝다.

인베스트먼트 주조법은 공정이 복잡하고 비용이 많이 들어 생산성이 높은 경제적인 주조법이 아니다.

왁스 모형을 하나씩 만들고 내화물 피복·건조·탈왁스를 거쳐야 하므로, 대신 정밀도와 표면 품질이 뛰어나다.

• 모형을 왁스로 만들어 로스트 왁스 주조법이라 한다: 옳다.
• 표면이 깨끗하고 치수 정밀도가 높다: 옳다.
• 복잡한 형상의 주조에 적합하다: 일체형 주형이라 옳다.

강화플라스틱의 최대 강도는 섬유가 인장력 방향과 나란하게 배열될 때 얻어지므로, 수직으로 배열될 때라는 설명이 옳지 않다.

하중은 모재를 거쳐 섬유가 길이 방향으로 부담한다. 수직 방향에서는 약한 모재와 계면이 하중을 받아 강도가 낮다.

• 분산상의 섬유와 플라스틱 모재로 구성된다: 옳다.
• 비강도·비강성이 높고 이방성이 크다: 옳다.
• 섬유와 모재 경계면에서 하중이 전달되므로 접착력이 중요하다: 옳다.

포정반응은 가열하면 하나의 고상이 액상과 다른 고상으로 바뀌고, 냉각하면 역반응이 일어나는 반응이다.

냉각 방향으로 쓰면 액상 + 고상 → 새로운 고상이다(Fe-C 계의 $L+\delta\rightarrow\gamma$).

• 냉각 시 액상이 두 고상으로 바뀜: 공정반응이다.
• 냉각 시 액상이 철과 시멘타이트로 바뀜: 공정반응 계열의 설명이다.
• 냉각 시 고상이 다른 두 고상으로 바뀜: 공석반응이다.

와이어 방전가공의 와이어 전극은 소모되므로 재사용하지 않는다. 재사용이 가능하다는 설명이 옳지 않다.

와이어는 방전으로 손상되어 정밀도가 떨어지므로 한 번 통과한 뒤 버린다. 그래서 와이어를 계속 새로 공급한다.

• 가공액으로 물 계열 액을 쓴다: 와이어 방전가공은 물 계열 가공액을 써서 옳다.
• 와이어에 일정한 장력을 건다: 진직도 유지를 위해 옳다.
• 복잡하고 미세한 형상 가공이 쉽다: 옳다.

디젤기관은 연료장치로 연료 분사 펌프와 분사 노즐을 쓴다는 설명이 옳다.

디젤기관은 공기만 흡입·압축해 고온으로 만든 뒤 연료를 고압 분사해 자기착화시킨다.

• 공기와 연료를 혼합해 동시에 공급: 가솔린기관의 방식이다.
• 전기점화 방식: 가솔린기관의 점화 플러그 방식이다.
• 소음과 진동이 적다: 디젤기관은 압축비가 높아 소음·진동이 크다.

남은 1/3 길이 스프링의 스프링 상수는 3k이다.

균일한 스프링은 길이 방향 하중에서 처짐이 길이에 비례하므로, 스프링 상수는 길이에 반비례한다.
$k\propto\dfrac{1}{L}$

길이가 1/3 이 되면 $k'=\dfrac{k}{1/3}=3k$ 이다. 원래 스프링을 3k 짜리 세 개의 직렬 연결로 보아도 같은 결과이다.

국가와 산업 표준 기호를 바르게 연결한 것은 미국－ANSI이다.

주요국 표준 기호는 미국 ANSI, 영국 BS, 독일 DIN, 일본 JIS, 한국 KS이다.

• 영국－BN: 영국은 BS 이다.
• 독일－DIS: 독일은 DIN 이다.
• 일본－JIN: 일본은 JIS 이다.

플래시(flash) 용접은 두 모재 끝을 맞대어 접합하는 맞대기 저항용접이므로 겹치기 저항용접이 아니다.

겹치기 저항용접은 판을 포개어 전극으로 누르고 전류를 흘려 접합한다.

• 점 용접: 겹친 판을 점 단위로 접합한다.
• 심 용접: 롤러 전극으로 연속 접합한다.
• 프로젝션 용접: 판에 만든 돌기에 전류를 집중시켜 접합한다.

회전축 방향으로 힘을 가해 제동하는 축압 브레이크는 원판 브레이크이다.

원판 브레이크는 회전 원판을 축방향으로 눌러 마찰로 제동하며, 원추 브레이크와 함께 축압 브레이크에 속한다.

• 드럼 브레이크: 슈를 반지름 방향으로 벌려 드럼 내면을 누른다.
• 밴드 브레이크: 밴드로 드럼 외주를 조인다.
• 블록 브레이크: 블록을 반지름 방향으로 드럼에 누른다.

원 위에 십자선을 그은 기호는 위치도 기호이므로, 이를 진원도 기호로 짝지은 것이 옳지 않다.

진원도는 원 하나(○)로 표시한다. 형상이 이상적인 원에서 벗어난 정도를 규제한다.

• 원통도: 원 양쪽에 평행한 사선 두 개를 그은 기호로 옳다.
• 평면도: 평행사변형 기호로 옳다.
• 동심도: 크기가 다른 동심원 두 개로 옳다.

응력집중계수는 노치·구멍 등의 형상에 따라 정해지므로, 재료의 크기와 재질에 크게 영향을 받는다는 설명이 옳지 않다.

이론 응력집중계수 $\alpha_k=\dfrac{\sigma_{max}}{\sigma_{n}}$ 은 탄성 이론으로 구하며, 기하학적 형상비가 같으면 같은 값을 갖는다.

• 필릿 반지름을 크게 해 감소시킨다: 옳다.
• 노치·구멍·홈·단 부위에 발생한다: 옳다.
• 열처리나 표면거칠기 향상으로 감소시킨다: 표면 강화·결함 감소로 옳다.

㉠은 플렉시블 커플링, ㉡은 유니버설 조인트이다.

플렉시블 커플링은 고무·가죽 등 탄성체를 넣어 약간의 축 어긋남과 진동을 흡수한다. 유니버설 조인트(훅 조인트)는 두 축이 교차하며 그 각이 변하는 경우에 쓴다.

• 플랜지 커플링: 두 축의 중심이 정확히 일치할 때 쓰는 고정 커플링이다.
• 유체 커플링: 유체를 매개로 동력을 전달해 충격을 흡수하지만 교차각 변화에 쓰는 이음이 아니다.

고정륜은 레이디얼 구름 베어링의 구성요소가 아니다.

구름 베어링은 내륜·외륜·전동체(볼·롤러)·리테이너(케이지)로 구성된다.

• 내륜: 축에 끼워지는 궤도륜이다.
• 리테이너: 전동체 간격을 일정하게 유지한다.
• 전동체: 내륜과 외륜 사이에서 구르는 볼·롤러이다.