[기계설계기사 필기] 16년 1회차 기출문제 해설 페이지

그림과 같이 하중을 받는 보에서 전단력의 최대값은 약 몇 kN 인가?

11 kN

25 kN

27 kN

35 kN

지름이 동일한 봉에 위 그림과 같이 하중이 작용할 때 단면에 발생하는 축 하중 선도는 아래 그림과 같다. 단면 C에 작용하는 하중(F)는 얼마인가?

150

250

350

450

길이가 L이고 지름이 d0인 원통형의 나사를 끼워 넣을 때 나사의 단위 길이 당 t0의 토크가 필요하다. 나사 재질의 전단탄성계수가 G일 때 나사 끝단 간의 비틀림 회전량(rad)은 얼마인가?

지름이 d인 짧은 환봉의 축 중심으로부터 a만큼 떨어진 지점에 편심압축하중이 P가 작용할 때 단면상에서 인장응력이 일어나지 않는 a 범위는?

 이내

 이내

 이내

 이내

그림과 같이 단붙이 원형축(Stepped Circular Shaft)의 풀리에 토크가 작용하여 평형상태에 있다. 이 축에 발생하는 최대 전단응력은 몇 MPa 인가?

18.2

22.9

41.3

147.4

그림과 같이 순수 전단을 받는 요소에서 발생하는 전단응력 τ=70MPa, 재료의 세로탄성계수는 200GPa, 포아송의 비는 0.25 일 때 전단 변형률은 약 몇 rad 인가?

8.75 × 10-4

8.75 × 10-3

4.38 × 10-4

4.38 × 10-3

전단력 10kN이 작용하는 지름 10cm인 원형단면의 보에서 그 중립축 위에 발생하는 최대 전단응력은 약 몇 MPa 인가?

1.3

1.7

130

170

두께 1.0mm의 강판에 한 변의 길이가 25mm 인 정사각형 구멍을 펀칭하려고 한다. 이 강판의 전단 파괴응력이 250 MPa 일 때 필요한 압축력은 몇 kN 인가?

6.25

12.5

25.0

156.2

지름 35cm의 차축이 0.2°만큼 비틀렸다. 이때 최대 전단응력이 49MPa이고, 재료의 전단 탄성계수가 80 GPa 이라고 하면 이 차축의 길이는 약 몇 m 인가?

2.0

2.5

1.5

1.0

정육면체 형상의 짧은 기둥에 그림과 같이 측면에 홈이 파여져 있다. 도심에 작용하는 하중 P로 인하여 단면 m-n 에 발생하는 최대 압축응력은 홈이 없을 때 압축응력의 몇 배 인가?

2

4

8

12

그림과 같은 단순 지지보의 중앙에 집중하중 P가 작용할 때 단면이 (가)일 경우의 처짐 y1은 단면이 (나)일 경우의 처짐 y2의 몇 배인가? (단, 보의 전체 길이 및 보의 굽힘 강성은 일정하며 자중은 무시한다.)

4

8

16

32

그림과 같은 일단 고정 타단 롤러로 지지된 등분포하중을 받는 부정정보의 B단에서 반력은 얼마인가?

그림과 같이 벽돌을 쌓아 올릴 때 최하단 벽돌의 안전계수를 20으로 하면 벽돌의 높이 h를 얼마만큼 높이 쌓을 수 있는가? (단, 벽돌의 비중량은 16kN/m3, 파괴 압축응력을 11 MPa 로 한다.)

34.3 m

25.5 m

45.0 m

23.8 m

그림의 구조물이 수직하중 2P를 받을 때 구조물 속에 저장되는 탄성변형에너지는? (단, 단면적 A, 탄성계수 E는 모두 같다.)

그림과 같이 균일분포 하중 w를 받는 보에서 굽힘 모멘트 선도는?

바깥지름 30cm, 안지름 10cm인 중공 원형 단면의 단면계수는 약 몇 cm3 인가?

2618

3927

6584

1309

일단 고정 타단 롤러 지지된 부정정보의 중앙에 집중하중 P를 받고 있을 때, 롤러 지지점의 반력은 얼마인가?

평면 응력상태에서 σx와 σy 만이 작용하는 2축 응력에서 모어원의 반지름이 되는 것은? (단, σx ＞ σy 이다.)

강재의 인장시험 후 얻어진 응력-변형률 선도로부터 구할 수 없는 것은?

안전계수

탄성계수

인장강도

비례한도

지름 100mm의 양단 지지보의 중앙에 2kN의 집중하중이 작용할 때 보 속의 최대굽힘응력이 16MPa 일 경우 보의 길이는 약 몇 m 인가?

1.51

3.14

4.22

5.86

플라즈마 젯 가공의 특징으로 틀린 것은?

플라즈마 젯 절단은 수중에서도 할 수 있다.

플라즈마 젯 절단은 절단폭이 좁고, 절단면이 곱다.

플라즈마 젯은 절삭가공도 가능하며 절삭성이 좋은 재료에만 응용된다.

플라즈마 젯은 스테인리스강, 알루미늄, 콘크리트, 내화벽돌 등을 고속으로 절단할 수 있다.

주물의 결함 중 기공(blow hole)의 방지대책으로 가장 거리가 먼 것은?

주형 내의 수분을 적게 할 것

주형의 통기성을 향상시킬 것

용탕에 가스함유량을 높게 할 것

쇳물의 주입온도를 필요이상으로 높게 하지 말 것

선반가공에서 구성인선(built-up edge)의 방지대책으로 적절하지 않은 것은?

절삭 깊이를 크게 한다.

절삭 속도를 빠르게 한다.

바이트 윗면 경사각을 크게 한다.

윤활성이 좋은 절삭유를 사용한다.

프레스가공에서 딥 드로잉(deep drawing)으로 제품(용기)의 높이가 40mm, 용기 밑부분의 지름이 30mm인 제품을 가공하려고 할 때 필요한 소재의 지름은 약 몇 mm 이어야 하는가? (단, 제품과 소재의 두께는 고려하지 않는다.)

55

65

75

85

바이트의 전방 여유각에 대한 설명으로 옳은 것은?

절삭 칩 제거를 용이하게 한다.

바이트와 가공물간에 마찰을 적게 한다.

설치각(setting angle)와 같은 효과를 나타낸다.

여유각이 클수록 날 끝이 잘 부러지지 않는다.

래핑(lapping)가공의 특징으로 틀린 것은?

기하학적 정밀도가 높은 제품을 만들 수 있다.

미끄럼면이 원활하게 되고 마찰계수가 높아진다.

제품을 사용할 때 남아있는 랩제에 의하여 마모를 촉진시킨다.

비산하는 랩제가 다른 기계나 제품에 부착하면 마모시키는 원인이 된다.

길이가 긴 게이지 블록에서 굽힘이 발생할 경우에도 양 단면이 항상 평행을 유지하기 위한 지지점인 에어리 점(Airy Point)의 위치는? (단, L은 게이지 블록의 길이이다.)

0.2113 L

0.2203 L

0.2232 L

0.2386 L

밀링가공에서 플레인 커터를 고정시키기 위해 사용하는 공구는?

아버(arbor)

돌리개

맨드릴

센터드릴

다음 중 슈퍼 피니싱 유닛을 설치하여 사용하기 가장 적합한 공작기계는?

선반

셰이퍼

슬로터

플레이너

절삭가공에서 공구를 교환하기 위한 공구수명의 판정기준과 가장 거리가 먼 것은?

공구 인선의 마모가 없을 때

절삭저항의 변화가 급격히 증가될 때

완성 가공물의 치수변화가 일정량에 달할 때

가공면에 광택이 있는 색조 또는 반점이 생길 때

전기저항용접과 관계되는 법칙은?

줄(Joule)의 법칙

뉴턴의 법칙

암페어의 법칙

플레밍의 법칙

프레스기계에서 두께 5mm인 연강판에 지름을 30mm로 펀칭하려고 한다. 슬라이드 평균속도를 5m/min, 기계효율을 72%라 한다면 소요 동력은 약 몇 kW인가? (단, 판의 전단 저항은 245 N/mm2 이다.)

11.62

13.35

16.54

17.27

머시닝센터(Machining Center)에서 이송기능(F)과 함께 사용하는 준비기능으로 옳은 것은?

G01

G03

G17

G95

주형에 용탕을 주입할 때 걸리는 시간인 주입시간에 대한 실험식으로 옳은 것은? (단, T는 주입시간(s), W는 주물의 중량(kg), S는 주물의 살두께에 따른 상수이다.)

T = SW

T = S√W

T = W√S

T = W/S

방전가공(Electro Discharge Machining)에서 전극재료의 구비조건으로 적절하지 않은 것은?

기계가공이 쉬울 것

가공 속도가 빠를 것

전극소모량이 많을 것

가공 정밀도가 높을 것

연삭 작업에서 연삭숫돌의 파괴원인으로 볼 수 없는 것은?

균열이 있는 숫돌차를 사용할 때

고정 시 플랜지를 너무 세게 조였을 때

회전수가 규정 이상으로 고속일 때

연삭숫돌의 옆에 붙은 종이를 떼지 않았을 때

표면경화법인 액체 침탄법에서 액체 침탄질화제의 주성분은?

C2H6

NaCN

BaCO3

Na2CO3

드릴(drill) 가공 후 구멍의 정확한 진원가공과 구멍내면의 표면 거칠기를 우수하게 하기 위한 가공은?

리밍(reaming)

스폿 페이싱(spot facing)

카운터 보링(counter boring)

카운터 싱킹(counter sinking)

각도측정기인 사인바에 대한 설명 중 틀린 것은?

호칭치수는 양 롤러 간의 중심거리로 나타낸다.

45°를 초과하여 측정할 때, 오차가 급격히 커진다.

사인바는 삼각함수를 이용하여 각도 측정을 한다.

하이트 게이지와 함께 사용해 오차를 보정할 수 있다.

열처리에서 심냉 처리(sub-zero treatment)에 관한 설명으로 옳은 것은?

처음 기름으로 냉각 후 계속하여 물속에 담그고 냉각하는 것

강철을 담금질하기 전 표면에 붙은 불순물을 화학적으로 제거하는 것

담금질 직후 바로 뜨임하기 전에 일정시간 동안 약 450℃ 부근에서 뜨임하는 것

담금질한 제품을 0℃ 이하의 온도까지 냉각시켜 잔류 오스테나이트를 마르텐사이트화 시키는 것

19.6kN의 하중을 나사잭으로 들어올리기 위하여 나사잭을 작동시키기 위한 토크를 구하고자 한다. 나사의 유효지름은 41mm, 피치는 8mm, 나사 접촉부의 유효마찰계수(effective coefficient of friction)는 0.13 이라고 할 때 필요한 토크는 약 몇 N·m 인가? (단, 와셔 접촉면 마찰의 영향은 무시한다.)

77.82

84.55

90.41

98.88

그림과 같은 블록 브레이크가 제동할 수 있는 토크는 약 몇 N·m 인가? (단, a는 500mm, b는 100mm, D는 200mm 이며, 레버를 누르는 힘(P)는 250N, 접촉부 마찰계수는 0.2 이다.)

500

250

100

25

평행한 두 축 사이의 거리가 약간 떨어진 경우 사용되는 커플링으로 두 축 사이에 중간 원판을 끼워서 동력전달을 하게 되며, 윤활문제와 원심력 때문에 고속회전에는 부적당한 커플링은?

플렉시블(flexible) 커플링

셀러(seller) 커플링

올덤(oldham) 커플링

유니버설(universal) 커플링

표준 인벌류트 기어에서 물림률(contact ratio)이란?

접촉각을 물림 길이로 나눈 값

접촉각을 원주 피치로 나눈 값

물림 길이를 법선 피치로 나눈 값

원주 피치를 물림 길이로 나눈 값

온도변화에 따른 관의 열응력 발생이 우려될 때는 이를 흡수하기 위한 신축 관이음을 사용하게 되는데 다음 중 신축 관이음에 속하지 않는 것은?

플랜지(flange) 이음

주름관 이음

미끄럼 이음

시웰(siwel) 이음

강판의 두께 16mm, 리벳 구멍의 지름 18mm, 리벳의 피치 68mm인 1줄 리벳 겹치기 이음에서 1 피치마다 16kN의 하중에 작용할 때, 판의 효율은 약 얼마인가?

74%

81%

66%

59%

지름 70mm, 길이 85mm의 저널 베어링을 400rpm으로 회전하는 전동축에 사용했을 때 약 몇 kN의 베어링 하중을 지지할 수 있는가? (단, 압력속도계수 pv = 1 N/mm2·m/s 이다.)

1.53

2.05

3.24

4.06

홈 마찰자에서 홈의 각도가 2α이고 접촉부 마찰계수가 μ일 때 등가마찰계수(혹은 상당마찰계수)를 나타내는 식은?

지름이 d인 전동축에 묻힘키를 사용하여 키의 전단 저항으로 토크를 전달하고자 할 때 키의 폭 b는? (단, 키와 축에서 발생한 전단응력은 같다고 하고 키의 길이는 축 지름의 1.5배로 한다.)

b = πd / 4

b = πd / 6

b = πd / 8

b = πd / 12

공기 스프링에 대한 일반적인 특징 설명으로 옳지 않은 것은?

하중과 변형의 관계가 비선형적이다.

측면 하중에 대한 강성이 강하다.

공기의 압축성에 따른 감쇠 특성이 있어서 미소 진동의 흡수가 가능하다.

공기 탱크 등의 부대 장치가 필요하여 구조가 복잡하고 제작비가 비싸다.

강의 열처리 방법 중 표면경화법에 해당하는 것은?

마퀜칭

오스포밍

침탄질화법

오스템퍼링

C와 Si의 함량에 따른 주철의 조직을 나타낸 조직 분포도는?

Gueiner, Klingenstein 조직도

마우러(Maurer) 조직도

Re-C 복평형 상태도

Guilet 조직도

고 망간강에 관한 설명으로 틀린 것은?

오스테나이트 조직을 갖는다.

광석·암석의 파쇄기의 부품 등에 사용된다.

열처리에 수인법(water toughening)이 이용된다.

열전도성이 좋고 팽창계수가 작아 열변형을 일으키지 않는다.

서브제로(sub-Zero)처리 관한 설명으로 틀린 것은?

마모성 및 피로성이 향상된다.

잔류오스테나이트를 마텐자이트화 한다.

담금질을 한 강의 조직이 안정화 된다.

시효변화가 적으며 부품의 치수 및 형상이 안정된다.

강의 5대 원소만을 나열한 것은?

Fe, C, Ni, Si, Au

Ag, C, Si, Co, P

C, Si, Mn, P, S

Ni, C, Si, Cu, S

다음 중 비중이 가장 큰 금속은?

Fe

Al

Pb

Cu

과공석강의 탄소함유량(%)으로 옳은 것은?

약 0.01 ~ 0.02%

약 0.02 ~ 0.80%

약 0.80 ~ 2.0%

약 2.0 ~ 4.3%

두랄루민의 합금 조성으로 옳은 것은?

Al – Cu – Zn - Pb

Al – Cu – Mg - Mn

Al – Zn – Si - Sn

Al – Zn – Ni – Mn

고속도공구강(SKH2)의 표준조성에 해당되지 않는 것은?

W

V

Al

Cr

대표적인 주조경질 합금으로 코발트를 주성분으로 한 Co-Cr-W-C계 합금은?

라우탈(lutal)

실루민(silumin)

세라믹(ceramic)

스텔라이트(stellite)

임의의 2차원 좌표점을 30° 시계방향으로 회전 후 x축으로 2만큼, y축으로 3만큼 평행이동하기 위한 식이 [P] = [P][T]일 때, 동차 변환행렬 [T]는?

곡면 모델링 시스템에 의해 만들어진 곡면을 불러들여 기존 모델의 평면을 바꾸기도 하는데 이러한 모델링 기능을 무엇이라 하는가?

필렛팅(filleting)

트위킹(tweaking)

리프팅(lifting)

스키닝(skinning)

다음 중 CAD 입력장치가 아닌 것은?

키보드(key board)

트랙 볼(track ball)

플로터(plotter)

마우스(mouse)

은선 혹은 은면 제거를 위한 방법이 아닌 것은?

Cohen-Sutherland 알고리즘

z-버퍼에 의한 방법

화가(painter's) 알고리즘

back-face 제거 알고리즘

제품 설계에서 CAD 시스템을 이용하는 데 대한 장점으로 거리가 먼 것은?

시간과 오류를 줄일 수 있다.

설계자의 능력을 배양할 수 있다.

CAM 작업을 위한 기초 데이터를 생성할 수 있다.

CAE 작업을 위한 기초 데이터를 생성할 수 있다.

원점이 중심이고 장축이 x축이고 그 길이가 a, 단축이 y축이고 그 길이가 b인 타원을 표현하는 매개변수식은?

x = (a-b)cosθ, y = (a-b)sinθ [0≤θ≤2π]

x = acosθ, y = bsinθ [0≤θ≤2π]

x = acoshθ, y = bsinhθ [0≤θ≤2π]

x = (a-b)coshθ, y = (a-b)sinhθ [0≤θ≤2π]

형상모델링에서 기본입체(primitive)의 조합을 이용하여 복잡한 형상을 표현하는 기능과 관계있는 기능은?

리프팅 작업(lifting operation)

스위핑 작업(sweeping operation)

불리안 작업(Boolean operation)

스키닝 작업(skinning operation)

그림과 같이 4개의 경계곡선(C1~C4)을 선형 보간하여 얻어지는 곡면을 무엇이라 하는가?

Ruled 곡면

Loft 곡면

Sweep 곡면

Coon's 곡면

다음 설명 중 비다양체(nonmanifold) 상황에 해당하지 않는 것은?

꼭지점을 공유하는 두 개의 솔리드
 

공통 모서리를 갖는 두 개의 솔리드
 

솔리드 위의 한 점에서 뻗어나온 와이어 모서리
 

솔리드에서 작은 솔리드 2개를 뺀 형상
 

컴퓨터그래픽에서 적용되는 전형적인 두 가지 투영방식인 원근투영방식과 평행투영방식에 관한 설명 중 틀린 것은?

시각점(viewpoint)은 물체 위의 한 점을 말한다.

스크린은 시각점과 관측위치 사이에 놓인다.

원근투영(perspective projection)에서 관심 대상 물체의 모든 점은 대개 관측위치로부터 시각점(viewpoint)에 이르는 선을 따라 위치하는 투영중심에 연결되고, 이 선들과 스크린의 교차점들이 투영되는 이미지를 만든다.

평행투영(parallel projection)에서 관측 위치와 시각점에 의해서 정의된 시각 방향으로 물체의 모든 점에서 평행하는 선들이 주사되며, 이 선들과 스크린의 교차점들이 이미지를 만든다.

다음 전동장치 중 가장 정확한 속도비를 얻을 수 있는 것은?

평 벨트

V 벨트

로프

체인

베벨기어의 종류 중 두 축이 90°로 만나면서 두 기어의 크기와 속도가 서로 같은 것은?

크라운 기어

스파이럴 베벨 기어

마이터 기어

제롤 베벨 기어

그림과 같이 작동하는 피스톤-크랭크 기구에서 피스톤의 가장 오른쪽 끝(C1)으로부터 이동거리 x를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, 크랭크의 반지름은 r이며, 식에서 λ는 λ = 크랭크반지름/커넥팅로드 길이 이다.)

그림과 같이 4링크 회전 기구에서 순간 중심의 수는 몇 개인가?

4

6

8

12

그림과 같은 운동기에서 B요소가 AB위를 직선운동할 때 P점의 운동에 관한 설명으로 옳은 것은?

직선 AB에 직각 방향으로 직선 운동한다.

A점을 중심으로 한 회전 운동을 한다.

A점과 B점을 지나는 포물선을 따라 운동한다.

A점과 B점을 지나는 쌍곡선을 따라 운동한다.

캠과 종동절이 그리는 접촉면의 궤적에 따라 평면캠과 입체캠으로 구분하는데 다음 중 입체캠의 종류가 아닌 것은?

원통 캠

구면 캠

정면 캠

단면 캠

평기어 장치에 비해 웜기어 장치의 특징이 아닌 것은?

큰 감속비를 얻을 수 있다.

소음과 진동이 크다.

치면의 미끄럼이 크고 효율이 낮다.

역회전 방지를 할 수 있다.

지름이 3cm 인 회전체가 2000rpm 으로 회전할 때 원주 속도는 약 몇 m/s 인가?

1.14

3.14

4.14

6.14

다음 중 간헐운동기구가 아닌 것은?

래칫(ratchet) 기구

로네-넬슨(Hrone-Nelson)의 종합기구

제네바(geneva) 기구

포이셀리에(Peaucellier) 기구

그림과 같은 크랭크 기구에서 크랭크의 길이가 100mm이고, 300rpm 으로 회전하고 있다. 크랭크의 위치가 수평위치로부터 60°의 위치에 왔을 때 슬라이더(4번 부품)의 선속도는 약 몇 m/s 인가?

1.4

1.8

2.3

2.7