[기계설계기사 필기] 15년 1회차 기출문제 해설 페이지

그림과 같은 트러스가 점 B에서 그림과 같은 방향으로 5kN의 힘을 받을 때 트러스에 저장되는 탄성에너지는 몇 kJ 인가? (단, 트러스의 단면적은 1.2cm2. 탄성계수는 106Pa 이다.)

52.1

106.7

159.0

267.7

단면이 가로 100mm. 세로 150mm인 사각 단면보가 그림과 같이 하중(P)을 받고 있다. 전단응력에 의한 설계에서 P는 각각 100 kN 씩 작용할 때 안전계수를 2로 설계하였다고 하면, 이 재료의 허용전단응력은 약 몇 MPa인가?

10

15

18

20

원형막대의 비틀림을 이용한 토션바(torsion bar) 스프링에서 길이와 지름을 모두 10%씩 증가시킨다면 토션바의 비틀림 스프링상수(비틀림 토크/비틀림 각도)는 몇 배로 되겠는가?

1.1-2배

1.12배

1.13배

1.14배

양단이 힌지인 기둥의 길이가 2m이고, 단면이 직사각형(30mm×20mm)인 압축 부재의 좌굴하중을 오일러 공식으로 구하면 몇 kN 인가? (단, 부재의 탄성 계수는 200GPa 이다.)

9.9kN

11.1kN

19.7kN

22.2kN

지름 3mm의 철사로 평균지름 75mm의 압축코일 스프링을 만들고 하중 10N에 대하여 3cm의 처짐량을 생기게 하려면 감은 회수(n)는 대략 얼마로 해야 하는가? (단, 전단 탄성계수 G=88GPa 이다.)

n = 8.9

n = 8.5

n = 5.2

n = 6.3

무게가 각각 300N, 100N 인 물체 A, B가 경사면 위에 놓여있다. 물체 B 와 경사면과는 마찰이 없다고 할 때 미끄러지지 않을 물체 A와 경사면과의 최소 마찰 계수는 얼마인가?

0.19

0.58

0.77

0.94

그림과 같이 단순보의 지점 B에 M0의 모멘트가 작용할 때 최대 굽힘 모멘트가 발생되는 A단에서부터 거리 x 는?

x = ℓ/5

x = ℓ

x = ℓ/2

x = (3/4)ℓ

바깥지름 50cm, 안지름 40cm의 중공원통에 500kN의 압축하중이 작용했을 때 발생하는 압축응력은 약 몇 MPa인가?

5.6

7.1

8.4

10.8

그림과 같은 계단 단면의 중실 원형축의 양단을 고정하고 계단 단면부에 비틀림 모멘트 T가 작용할 경우 지름 D1과 D2의 축에 작용하는 비틀림 모멘트의 비 T1/T2 은? (단, D1=8cm, D2=4cm, ℓ1=40cm, ℓ2=10cm 이다.)

2

4

8

16

σx=400MPa, σy=300MPa, τxy=200MPa가 작용하는 재료 내에 발생하는 최대 주응력의 크기는?

206MPa

556MPa

350MPa

753MPa

길이가 L(m)이고, 일단 고정에 타단 지지인 그림과 같은 보에 자중에 의한 분포하중 w(N/m)가 보의 전체에 가해질 때 점 B에서의 반력의 크기는?

wL/4

(3/8)wL

(5/16)wL

(7/16)wL

강체로 된 봉 CD가 그림과 같이 같은 단면적과 재료가 같은 케이블 ①, ②와 C점에서 힌지로 지지되어 있다. 힘 P에 의해 케이블 ①에 발생하는 응력(σ)은 어떻게 표현되는가? (단, A는 케이블의 단면적이며 자중은 무시하고, a는 각 지점간의 거리이고 케이블 ①, ②의 길이 ℓ은 같다.)

2P/3A

P/3A

4P/5A

P/5A

길이가 2m인 환봉에 인장하중을 가하여 변화된 길이가 0.14cm일 때 변형률은?

70 × 10-6

700 × 10-6

70 × 10-3

700 × 10-3

왼쪽이 고정단인 길이 ℓ의 외팔보가 ω의 균일분포하중을 받을 때, 굽힘모멘트 선도(BMD)의 모양은?

그림과 같은 직사각형 단면의 단순보 AB에 하중이 작용할 때, A단에서 20cm 떨어진 곳의 굽힘 응력은 몇 MPa인가? (단, 보의 폭은 6cm 이고, 높이는 12cm 이다.)

2.3

1.9

3.7

2.9

재료가 전단 변형을 일으켰을 때, 이 재료의 단위 체적당 저장된 탄성에너지는? (단, τ는 전단응력, G는 전단 탄성계수이다.)

τ2 / 2G

τ / 2G

τ4 / 2G

τ2 / 4G

두께 8mm의 강판으로 만든 안지름 40cm의 얇은 원통에 1MPa의 내압이 작용할 때 강판에 발생하는 후프 응력(원주 응력)은 몇 MPa인가?

25

37.5

12.5

50

그림과 같은 외팔보가 집중 하중 P를 받고 있을 때, 자유단에서의 처짐 δA는? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

그림과 같은 단면에서 가로방향 중립축에 대한 단면 2차모멘트는?

10.67 × 106 mm4

13.67 × 106 mm4

20.67 × 106 mm4

23.67 × 106 mm4

그림과 같은 가는 곡선보가 1/4원 형태로 있다. 이 보의 B 단에 Mo의 모멘트를 받을 때, 자유단의 기울기는? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

스프링(spring)과 같이 반복하중을 받는 기계부품의 가공으로 적합한 것은?

버핑(buffing)

연삭(grinding)

숏 피닝(shot peening)

전해 연마(electrolytic polishing)

다음의 단조 양식 중 자유단조에 속하지 않는 것은?

굽히기(bending)

구멍뚫기(punching)

블랭킹(blanking)

늘리기(drawing)

다이캐스팅(die casting)의 일반적인 설명 중 틀린 것은?

다량생산에 적합하다.

치수의 정밀도가 높다.

기계 가공여유가 필요하다.

복잡한 형상의 주조가 가능하다.

다음 중 탄소강의 열처리에 영향을 가장 적게 주는 요소는?

가공시간

가열방법

가열온도

탄소함유량

압출기의 주요 부분이 아닌 것은?

램(ram)

다이(die)

하우징(housing)

컨테이너(container)

정밀 입자 가공을 한 공작물의 특징으로 옳은 것은?

고 정밀도를 얻을 수 없다.

가공면에 내식성과 내 마멸성을 가진다.

내 마모성이 증가하나 내식성이 나빠진다.

내식성이 증가하나 내 마모성이 나빠진다.

조직을 균일하게 하고 내부응력을 제거하며 재질을 연하게 하는 열처리는?

담금질(quenching)

뜨임(tempering)

풀림(annealing)

불림(normalizing)

드로잉(drawing) 가공의 설명 중 틀린 것은?

펀치의 최소 곡률 반지름은 펀치의 지름보다 1/3 작게 한다.

다이의 모서리 둥글기 반지름이 크면 주름이 쉽게 나타나지 않는다.

펀치와 다이 사이의 간격은 재료 두께와 다이 벽과의 마찰을 피하기 위한 것이다.

드로잉 작업이 진행되는 동안 소재 누름판으로 다이 상면에 접하고 있는 소재를 눌러 주어야 한다.

2차원 절삭모델에서 절삭깊이를 t1, 칩 두께를 t2 라고 할 때 절삭비 γc 는?

γc = t1×t2

γc = 2(t1×t2)

γc = t2/t1

γc = t1/t2

전해연마(Electrolytic polishing)의 단점에 해당되는 것은?

가공면에는 방향성이 있다.

내마멸성, 내부식성이 저하된다.

연마량이 적으므로 깊은 홈이 제거되지 않는다.

복잡한 형상의 공작물, 선, 박편(箔片) 등의 연삭은 불가능하다.

프레스 전단가공에서 두께 5mm 인 SM40C 강판에 지름 50mm의 구멍을 펀칭할 때 최대 전단력은 약 얼마인가? (단, 전단강도 τ=45kg/mm2 이다.)

10831kg

17663kg

35343kg

70686kg

NC 서보기구(servo system)의 형식은 피드백장치의 유무와 검출위치에 따라 분류되는데 그 형식이 아닌 것은?

개방 회로 방식

폐쇄 회로 방식

반개방 회로 방식

반폐쇄 회로 방식

미터나사를 3침법으로 유효지름을 측정하려고 할 때 산출방법으로 옳은 것은? (단, E: 유효지름, M: 3침 삽입 후 바깥지름, d: 3침의 지름, P: 피치이다.)

E=M+3d+0.86603×P

E=M-3d+0.86603×P

E=M+3d+0.96049xP

E=M-3d+0.96049xP

상하의 형에 문자나 무늬의 요철을 붙이고, 이 사이에 소재를 놓고 압축하여 문자나 무늬를 생성하는 가공 방법은?

압인 가공(coining)

압출 가공(extruding)

블랭킹 가공(blanking)

업세팅 가공(up setting)

공작기계의 구비조건으로 틀린 것은?

가공능력이 클 것

내구력이 적을 것

높은 정밀도를 가질 것

고장이 적고 효율이 좋을 것

열처리의 종류에 해당되지 않는 것은?

오스템퍼링(austempering)

스웨이징(swaging)

마템퍼링 (martempering)

노멀라이징(normalizing)

주형은 주탕 시 주형에서 발생하는 가스, 쇳물에서 나오는 가스, 주형 공동부에 있었던 공기 등이 빠져 나올 수 있어야 기공의 발생을 방지할 수 있다. 이를 만족하기 위한 주물사의 통기도 계산식으로 옳은 것은? (단, K: 주물사의 통기도, V: 통과 공기량, h: 시편의 높이, P: 공기압력, A: 시편의 단면적, t: 통과시간이다.)

밀링머신에서 커터의 지름이 150mm이고, 한 날당 이송이 0.2mm, 커터의 날수를 8개, 회전수를 2000rpm으로 할 때 절삭속도는 약 얼마인가?

922.48m/min

942.48m/min

962.48m/min

982.48m/min

드릴부시(drill bushing)에서 일반부시로는 공구안내를 할 수 없을 경우 사용되며 테이퍼핀을 이용하여 부착시키는 것은?

삽입 부시

템플릿 부시

기름홈 부시

브래킷 부시

가스용접에서 사용하는 가스의 종류 중 조연성 가스에 해당하는 것은?

산소

수소

프로판

아세틸렌

벨트 전동에서 유효장력 P를 나타내는 식으로 옳은 것은? (단, Tt는 긴장측 장력이고, Ts는 이완측 장력을 나타낸다.)

P=(Tt-Ts)/2

P=Ts/Tt

P=TsㆍTt

P=Tt-Ts

다음 중 미끄럼 베어링 재료의 요구조건으로 틀린 것은?

열전도율이 낮을 것

내 부식성이 강할 것

유막의 형성이 용이할 것

주조와 다듬질 등의 공작이 용이할 것

지름이 d인 중실축이 비틀림 모멘트 T만을 받았을 때 생기는 최대전단응력을 τ1라 하면, 이 축에 비틀림 모멘트 T와 굽힘 모멘트 M(M=3T)을 동시에 작용시켰을 때, 생기는 최대전단응력은 τ1의 및 배가 되는가?

√3배

2배

√10배

5배

리벳작업 중 보일러 및 압력용기 등에서 기밀을 유지하기 위하여 하는 작업은?

구멍뚫기

다듬질

펀칭

코킹

사각나사에서 리드각 3.00°, 마찰계수 μ=0.2 일 때, 이 나사의 효율을 구하면?

20.55%

25.55%

30.55%

35.55%

브레이크 드럼의 지름은 500mm, 허용브레이크의 압력은 0.9MPa, 브레이크 용량은 1MPa·m/s이고, 접촉부 마찰계수는 0.25인 주철제 브레이크가 있다. 이 브레이크를 허용브레이크 압력으로 브레이크 용량까지 사용할 경우 드럼의 회전수는 약 몇 rpm인가?

148

170

198

210

비틀림 각이 30°인 표준 헬리컬 기어에서 피치원 지름이 160mm, 이직각 모듈이 4일 때, 이 기어의 바깥지름은 몇 mm인가?

156

168

172

178

코터이음에서 20kN의 인장력이 작용하고 있을 때, 코터가 받는 전단응력은 약 몇 MPa인가? (단, 코터의 폭은 100mm, 두께는 50mm이다.)

1

2

10

20

증기, 가스 등의 유체가 제한된 최고 압력을 초과했을 때, 자동적으로 밸브가 열려서 유체를 외부로 배출하며 배출이 끝난 후에는 압력이 정확하게 유지되고 제한 압력보다 너무 내려가지 않아야 하는 것은?

릴리프 밸브(relief valve)

정지 밸브(stop valve)

첵 밸브(check valve)

나비형 밸브(butterfly valve)

겹판 스프링의 일반적인 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?

판 사이의 마찰에 의해 진동을 감쇠한다.

내구성이 좋고, 유지보수가 용이하다.

트럭 및 철도차량의 현가장치로 이용된다.

판 사이의 마찰작용에 의해 특히 미소진동의 흡수에 유리하다.

탄소강에 함유되어 있는 원소 중 많이 함유되면 적열 취성의 원인이 되는 것은?

인

규소

구리

황

철강재료의 열처리에서 많이 이용되는 S곡선이란 어떤 것을 의미하는가?

T.T.L 곡선

S.C.C 곡선

T.T.T 곡선

S.T.S 곡선

배빗메탈 이라고도 하는 베어링용 합금인 화이트 메탈의 주요성분으로 옳은 것은?

Pb-W-Sn

Fe-Sn-Cu

Sn-Sb-Cu

Zn-Sn-Cr

고속도강의 특징을 설명한 것 중 틀린 것은?

열처리에 의하여 경화하는 성질이 있다.

내마모성이 크다.

마텐자이트(martensite)가 안정되어, 600°C 까지는 고속으로 절삭이 가능하다.

고Mn강, 칠드주철, 경질유리 등의 절삭에 적합하다.

쾌삭강(Free cutting steel)에 절삭속도를 크게 하기 위하여 첨가하는 주된 원소는?

Ni

Mn

W

S

오일리스 베어링과 관계가 없는 것은?

구리와 납의 합금이다.

기름보급이 곤란한 곳에 적당하다.

너무 큰 하중이나 고속회전부에는 부적당하다.

구리, 주석, 흑연의 분말을 혼합 성형한 것이다.

탄소강을 경화 열처리 할 때 균열을 일으키지 않게 하는 가장 안전한 방법은?

Ms점까지는 급냉하고 Ms. Mf사이는 서냉한다.

Mf점 이하까지 급냉한 후 저온도로 뜨임한다.

Ms점까지 서냉하여 내외부가 동일온도가 된 후 급냉한다.

Ms. Mf 사이의 온도까지 서냉한 후 급냉한다.

충격에는 약하나 압축강도는 크므로 공작기계의 베드, 프레임, 기계 구조물의 몸체 등에 가장 적합한 재질은?

합금공구강

탄소강

고속도강

주철

특수강인 Elinvar의 성질은 어느 것인가?

열팽창계수가 크다.

온도에 따른 탄성률의 변화가 적다.

소결합금이다.

전기전도도가 아주 좋다.

백주철을 열처리로에서 가열한 후 탈탄시켜, 인성을 증가시킨 주철은?

가단주철

회주철

보통주철

구상흑연주철

베지어(Bezier) 곡선과 B-Spline 곡선이 가지는 공통적인 성질이 아닌 것은?

조정점(control point)을 가진다.

곡선은 볼록포체(convex hull) 내에 포함된다.

국부적 조정(local modification)이 가능하다.

조정점을 근사하는 곡선이다.

다음의 2차원 동차 변환 행렬(homogeneous transformation matrix)이 뜻하는 것은?

원점에 대한 시계방향 90°회전

원점에 대한 반시계방향 90°회전

원점에 대한 확대 변환

원점에 대한 반사 변환

솔리드 모델(solid model)의 입력방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

불리언 작업(Boolean operations)은 기본입체를 덧붙이거나 빼면서 원하는 솔리드를 만드는 방법이다.

리프팅(lifting)은 미리 정해진 연속된 단면을 덮는 표면곡면을 생성시켜 솔리드를 생성하는 방법이다.

라운딩(rounding)은 만들어진 모델을 수정하는 기능의 하나로 모서리나 꼭지점에서 기존면에 법선 벡터가 연속되는 부드러운 곡면을 생성할 때 이용된다.

경계모델링(boundary modeling)은 입체의 형성 요소인 꼭지점, 모서리, 면 등을 생성, 삭제, 수정하면서 모델링을 수행하는 방법이다.

래스터 그래픽 (raster display) 장치에서 24-bit plane(빨강, 초록, 파랑을 각각의 색깔에 8 bit-plane씩을 사용)을 사용한다면 한 화면에 동시에 사용할 수 있는 전체 색깔 수는?

23

28

212

224

다음 중 매개변수 곡면에 사용되는 아이소파라메트릭(isoparametric) 곡선의 성질로 가장 거리가 먼 것은?

곡면의 굴곡을 시각적으로 나타날 때 자주 사용될 수 있다.

곡면정의에 사용되는 두 개의 매개변수 중 한 개의 매개변수 값을 고정시켜 생성된 곡선이다.

이웃한 아이소파라메트릭 곡선끼리의 거리는 항상 일정하다.

지구본의 경도선과 위도선이 한 예이다.

솔리드 모델의 자료구조 중 CSG 트리구조에 관한 설명으로 틀린 것은?

솔리드 모델이 불리안 작업에 의해 모델링된 과정을 저장하는 구조이다.

CSG 표현은 항상 대응되는 B-rep 모델로 치환 가능하다.

CSG 트리구조는 리프팅이나 라운딩과 같은 국부 변형기능들을 구현하기 힘들다.

물체의 경계면, 경계 모서리, 그리고 이들 간의 연결 관계 등을 쉽게 유도해 낼 수 있다.

경계표현법(B-rep)으로 만들어진 단순다면체 솔리드 모델을 검증하기 위한 오일러 공식은? (단, F:면의 수, E:모서리의 수, V:꼭지점의 수)

F-E+V=2

F-E+2V=2

F-E+V=3

F-E+2V=3

상이한 CAD 시스템간의 형상 데이터 교환을 위한 중립 파일의 형식(neutral file format)이 아닌 것은?

IGES(Initial Graphics Exchange Specification)

STEP(STandard for the Exchange of Product model data)

DXF(Drawing eXchange Format)

GIF(Graphics Interchange Format)

CSG(Constructive Solid Geometry) 모델에서 Primitive란 기본 형상을 의미하며 이들은 불리안 연산이 가능하다. 다음 중 CSG의 Primitive로 보기 어려운 것은?

3차원 물체의 기하학적 변환은 일반적으로 4X4 변환 행렬로 다음과 같이 정의될 때, x축에 대해 회전 할 경우 관계되는 것은?

a, b, d, e

e, f, i, j

a, d, h, l

p, q, r, s

등가속도 운동을 하는 캠 변위선도가 포물선인 경우 속도선도와 가속도선도의 함수식은 어떤 형태인가?

속도선도는 1차식, 가속도 선도는 상수

속도선도는 2차식, 가속도 선도는 1차식

속도선도는 1차식, 가속도 선도는 1차식

속도선도는 1차식, 가속도 선도는 2차식

기구를 구성하는 링크(link)운동에서 링크의 형상과는 관계없이 물체 상호간의 조합 상태만을 도시하는 스켈리톤(skeleton)표시법의 기호와 설명이 틀린 것은?

○ : 회전대우

□ : 미끄럼대우

△ : 점선대우

◇ : 그라운드마크

기어 인벌류트 처형에서 압력각이 커졌을 때에 생기는 현상이 아닌 것은?

물림률이 증대된다.

이의 강도가 커진다.

언더컷을 방지할 수 있다.

잇면의 미끄럼률이 작아진다.

선풍기의 날개나 벨트 풀리의 움직임은 기계운동의 종류 중에서 어느 운동이라 할 수 있는가?

회전 운동

구면 운동

나선 운동

가속도 운동

사일런트 체인을 사용하는 주목적으로 가장 적합한 것은?

보다 정숙한 운전

큰 동력전달

자유로운 변속

체인 핀 마모방지

4링크 기구에서 고정 링크에 연결되어 있는 두 개의 링크가 왕복운동을 할 수 있는 것은?

이중 레버 기구

고정 링크 기구

레버 크랭크 기구

회전 슬라이더 기구

기어의 잇수 Z1=20개, Z2=30개, 모듈 m=3인 한 쌍의 스퍼 기어의 중심거리를 구하면 몇 mm인가?

90

45

75

105

엇걸기 벨트 전동에서 속도비가 4일 때 양쪽 풀리의 접촉각 θ1과 θ2 사이의 관계는? (단, 접촉각 θ1:원동풀리, θ2:종동풀리 이다.)

θ1=(1/2)θ2

θ1=θ2

θ1=2θ2

θ1=3θ2

다음 그림에서 길이 60mm의 기소  가 점 A를 중심으로 회전할 때, 기소의 각속도 ω=10rad/s 이라면 점 B의 속도 VB는 몇 m/s인가?

0.3

0.6

3

6

마찰차의 적용에 대한 설명 중 틀린 것은?

무단 변속이 필요한 경우

동력 전달력이 크지 않을 경우

각 속도비를 중요시 하지 않을 경우

비교적 저속회전으로 정숙한 운전이 요구될 경우