08년 1회차

키에 작용하는 전단응력은 1000 N/$m^{2}$이다.

묻힘키의 전단응력은 키 폭 $b$ 와 길이 $l$ 로 이루어진 전단면적으로 구한다.
$\tau=\dfrac{W}{b\,l}$

키 치수 10 mm×8 mm×100 mm 에서 폭 $b=0.01\,\mathrm{m}$, 길이 $l=0.1\,\mathrm{m}$ 를 대입한다.
$\tau=\dfrac{1\,\mathrm{N}}{0.01\,\mathrm{m}\times0.1\,\mathrm{m}}=1000\,\mathrm{N/m^2}$

필요한 주축 회전수는 약 1250 rpm이다.

절삭속도 공식 $V=\dfrac{\pi D N}{1000}$ ($V$: m/min, $D$: mm)을 회전수에 대해 정리한다.
$N=\dfrac{1000V}{\pi D}$

값을 대입한다.
$N=\dfrac{1000\times196}{3.14\times50}=\dfrac{196000}{157}\approx1248.4\,\mathrm{rpm}$
일의 자리에서 반올림하면 1250 rpm이다.

원심식 펌프에 해당하는 것은 벌류트 펌프와 터빈 펌프이다.

원심 펌프는 임펠러 회전의 원심력으로 압력을 얻으며, 안내깃이 없는 것이 벌류트 펌프, 안내깃(diffuser)이 있는 것이 터빈(디퓨저) 펌프이다.

• 피스톤 펌프·플런저 펌프: 왕복식 용적형 펌프이다.
• 기어 펌프·베인 펌프: 회전식 용적형 펌프이다.
• 마찰 펌프·제트 펌프: 특수 펌프로 분류한다.

캠의 압력각을 줄이려면 기초원 직경을 키우고 종동절 상승량을 줄인다.

압력각은 종동절 운동 방향과 캠 접촉면 법선이 이루는 각으로, 같은 회전각 동안 올라가야 할 높이가 클수록, 캠이 작을수록 캠 윤곽이 가팔라져 커진다.

• 기초원 증가·상승량 증가: 상승량 증가가 압력각을 키운다.
• 기초원 감소·상승량 감소: 기초원 감소가 압력각을 키운다.
• 기초원 감소·상승량 증가: 두 조건 모두 압력각을 키운다.

연마제를 압축공기로 노즐에서 고속 분사해 다듬질면을 얻는 가공법은 액체 호닝(liquid honing)이다.

액체 호닝은 연마제를 섞은 가공액을 압축공기로 공작물 표면에 분사해 광택이 적은 균일한 다듬질면을 만든다.

• 래핑: 랩과 공작물 사이에 랩제를 넣고 문질러 다듬는다.
• 호닝: 숫돌을 붙인 혼을 회전·왕복시켜 구멍 내면을 다듬는다.
• 슈퍼피니싱: 미세 숫돌을 가볍게 누르며 진동시켜 다듬는다.

질화법은 질화 처리만으로 경화되므로 질화 후 열처리가 필요 없다. 질화 후 열처리가 필요하다는 설명이 옳지 않다.

침탄법은 침탄 후 담금질·뜨임을 해야 경화되지만, 질화법은 질화물 형성으로 바로 경화층이 생긴다.

• 침탄법이 같은 깊이를 짧은 시간에 경화한다: 질화는 처리 시간이 길어 옳다.
• 질화법은 변형이 적다: 낮은 온도에서 처리하고 담금질이 없어 옳다.
• 질화법은 경화층이 얇으나 경도가 높다: 옳다.

볼나사는 구름 접촉이라 미끄럼 나사보다 전달 효율이 높다. 효율이 낮다는 설명이 옳지 않다.

나사축과 너트 사이에서 볼이 굴러 마찰계수가 매우 작으므로 효율이 높고 정밀 이송에 쓰인다.

• 마찰계수가 작아 정확한 미세이송이 가능하다: 옳다.
• 소량의 윤활로 충분하다: 구름 접촉이라 옳다.
• 예압으로 축 방향 백래시를 작게 할 수 있다: 옳다.

직경 감소량은 $\Delta d=\dfrac{\nu\sigma d}{E}$ 이다.

축방향 변형률은 훅의 법칙으로 $\varepsilon=\dfrac{\sigma}{E}$ 이고, 가로 변형률은 포아송 비를 곱해 $\varepsilon'=\nu\varepsilon=\dfrac{\nu\sigma}{E}$ 이다.

직경 감소량은 가로 변형률에 원래 직경을 곱한다.
$\Delta d=\varepsilon' d=\dfrac{\nu\sigma d}{E}$

• 전단탄성계수 $G$ 가 들어간 식: 인장에 의한 가로 수축에는 $E$ 를 쓴다.
• $\dfrac{\nu\sigma E}{d}$: 차원이 맞지 않는다(길이가 나와야 한다).

EGR 장치는 배기가스 일부를 흡기계통으로 재순환시켜 연소 최고온도를 낮추고 N$\mathrm{O}_{x}$ 발생을 억제한다.

질소산화물은 고온 연소에서 많이 생기므로, 불활성인 배기가스를 섞어 연소 온도를 낮추는 것이 원리이다.

• C$\mathrm{O}_{2}$ 억제: 연소 온도 저하는 C$\mathrm{O}_{2}$ 저감 수단이 아니다.
• 촉매장치로 CO·HC 감소: 촉매 변환기의 기능이다.
• 미연소 가스 재연소: EGR 의 목적이 아니다.

공석 반응은 고체가 두 고체로 변하는 고상 변태이므로 응고 반응이 아니다.

공석 반응은 $\gamma\rightarrow\alpha+\mathrm{Fe_3C}$ 처럼 고용체 하나가 두 고상으로 분해된다. 나머지는 액상이 관여한다.

• 포정 반응: 액상과 고상이 반응해 새로운 고상을 만든다.
• 편정 반응: 액상이 고상과 다른 액상으로 분리된다.
• 공정 반응: 액상이 두 고상으로 동시에 정출된다.

다이아몬드 다음으로 단단하며 철계금속·내열합금 절삭에 적합한 공구재료는 입방정 질화 붕소(CBN)이다.

다이아몬드는 고온에서 철과 반응해 철계 절삭에 부적합하지만, CBN 은 철과 화학적으로 안정해 담금질강·내열합금 가공에 쓰인다.

• 세라믹: 내열성은 좋으나 경도가 CBN 보다 낮고 취성이 크다.
• 초경합금: 경도가 CBN 보다 낮다.
• 고속도강: 공구재료 중 경도가 낮은 편이다.

응고 수축으로 부족해진 용탕을 보충하는 곳은 라이저(riser, 압탕)이다.

라이저는 주물보다 늦게 응고되도록 만들어 수축공을 막고, 가스 배출 기능도 한다.

• 게이트: 탕도에서 주형 공동으로 용탕이 들어가는 입구이다.
• 탕구: 용탕을 처음 붓는 수직 통로이다.
• 탕도: 탕구에서 게이트까지 용탕을 보내는 수평 통로이다.

두 축이 평행할 때 회전을 전달하는 기어는 스퍼 기어이다.

스퍼 기어는 이가 축과 나란한 원통 기어로 평행축 사이에 쓴다.

• 베벨 기어: 두 축이 교차할 때 쓴다.
• 웜 기어: 두 축이 엇갈릴(직각으로 어긋날) 때 쓴다.
• 하이포이드 기어: 두 축이 교차하지도 평행하지도 않을 때 쓴다.

직렬 연결의 등가 스프링 상수는 병렬 연결의 1/4배이다.

스프링 상수 $k$ 두 개를 직렬로 연결하면 $\dfrac{1}{k_s}=\dfrac{1}{k}+\dfrac{1}{k}$ 에서 $k_s=\dfrac{k}{2}$, 병렬이면 $k_p=k+k=2k$ 이다.

비를 구하면 $\dfrac{k_s}{k_p}=\dfrac{k/2}{2k}=\dfrac{1}{4}$ 이다.

전단응력을 측정하는 시험은 비틀림시험(torsion test)이다.

원형 시험편을 비틀면 단면에 순수 전단응력이 생기므로 전단강도·전단탄성계수를 구할 수 있다.

• 인장시험: 인장강도·항복점·연신율을 구한다.
• 굽힘시험: 굽힘강도와 연성(균열 여부)을 본다.
• 충격시험: 충격 흡수에너지(인성)를 측정한다.

압접법만 묶은 것은 마찰용접, 점용접, 시임용접이다.

압접은 접합부에 압력을 가해 접합하는 방식으로, 마찰열을 이용하는 마찰용접과 전기저항열을 이용하는 점·시임용접이 해당한다.

• 아크용접이 포함된 조합: 아크용접은 융접이다.
• 전자빔용접이 포함된 조합: 전자빔용접은 융접이다.
• 레이저용접이 포함된 조합: 레이저용접은 융접이다.

방전가공은 부도체, 전해가공은 도체의 가공액을 쓴다.

방전가공은 절연된 가공액(등유·탈이온수) 속에서 전극과 공작물 사이에 불꽃 방전을 일으켜 가공한다. 전해가공은 전기가 통하는 전해액 속에서 양극 공작물을 전기화학적으로 용해시킨다.

• 모두 도체: 방전가공은 절연액이 있어야 방전이 생긴다.
• 모두 부도체: 전해가공은 전류가 흘러야 용해가 일어난다.
• 방전가공 도체·전해가공 부도체: 반대로 짝지었다.

회로 압력이 설정값을 넘으면 밸브가 열려 압력을 일정하게 유지하는 밸브는 릴리프 밸브이다.

릴리프 밸브는 초과 유량을 탱크로 되돌려 회로의 최고 압력을 제한하고 과부하를 막는다.

• 시퀀스 밸브: 압력에 따라 여러 작동기의 작동 순서를 정한다.
• 유량제어 밸브: 유량을 조절해 속도를 제어한다.
• 감압 밸브: 출구 쪽 압력을 입구보다 낮게 일정하게 유지한다.

마그네슘은 실용 금속 중 가장 가벼운 축에 들어 비중이 알루미늄보다 작다. 비중이 알루미늄보다 크다는 설명이 틀렸다.

마그네슘의 비중은 약 1.74 로 알루미늄(약 2.7)보다 작아 경량 구조재로 쓰인다.

• 조밀육방격자이며 고온에서 발화하기 쉽다: 옳다.
• 대기 중 내식성은 양호하나 산·바닷물에 침식된다: 옳다.
• 알칼리성에는 거의 부식되지 않는다: 옳다.

4사이클 기관은 흡기·배기 행정이 따로 있어 2사이클 기관보다 체적효율이 높다.

2사이클은 소기 과정에서 새 혼합기가 일부 빠져나가고 잔류가스가 남지만, 4사이클은 독립된 흡입 행정으로 충전이 확실하다.

• 매 회전마다 폭발해 출력이 크다: 2사이클의 특징이다.
• 마력당 중량이 가볍고 밸브기구가 없다: 2사이클의 특징이다.
• 회전력이 균일하다: 폭발 횟수가 많은 2사이클의 특징이다.