[기계설계기사 필기] 10년 1회차 기출문제 해설 페이지

밀도가 일정한 정육면체형 물체의 각 변의 길이가 처음의 3배로 되었을 때 이 정육면체의 바닥면에 발생되는 자중에 의한 수직 응력의 크기는 처음의 몇 배가 되겠는가?

1

3

9

27

균일분포하중 ω를 받고 있는 길이가 L인 단순보의 처짐을 δ로 제한한다면 균일 분포하중의 크기는 어떻게 표현되겠는가? (단, 보의 단면은 폭이 b이고 높이가 h인 직사각형이고 탄성계수는 E이다.)

코일 스프링의 소선의 지름을 d, 코일의 평균 지름을 D, 코일 전체 길이가 L인 경우 인장하중 W를 작용시킬 때 전체의 처짐량(δ)을 나타내는 식은? (단, G는 전단 탄성계수이고, n은 코일의 감김 수이다.)

아래 그림에서 모멘트의 최대값은 몇 kN·m 인가? (단, B정은 고정이다.)

10

16

26

40

길이가 2m인 환봉에 인장하중을 가하였더니 길이 변화랑이 0.14cm였다. 이 때의 변형률은?

70 × 10-6

700 × 10-6

70

700

지름 d인 원형단면 봉이 비틀링 모멘트 T를 받을 때, 발생되는 최대 전단응력 r를 나타내는 식은? (단, IP는 단면의 극단면 2차 모멘트이다.)

그림과 같이 균일 분포하중(ω)을 받는 균일 단면 외팔보의 자유단 B에서의 처짐량은? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

내부 반지름 1.25m, 압력 1200kPa, 두께 10mm인 원형 단면의 실린더형 압력 용기에서의 축방향 응력(σt: longitudinal stress)과 후프응력(σz: circumferential stress)를 구하면?

σt=75MPa, σz=150MPa

σt=150MPa, σz=75MPa

σt=37.5MPa, σz=75MPa

σt=75MPa, σz=37.5MPa

그림과 같은 복합 막대가 각각 단면적 AAB=100mm2, ABC=200mm2을 갖는 두 부분 AB와 BC로 되어있다. 막대가 100kN의 인장하중을 받을 때 총 신장량을 구하면 몇 mm인가? (단, 재료의 탄성계수(E)는 200GPa 이다.)

2

4

6

8

어떤 재료의 탄성계수 E=210GPa이고 전단 탄성계수 G=83GPa이라면 이 재료의 포아송 비는? (단, 재료는 균일 및 균질하며, 선형 탄성거동을 한다.)

0.265

0.115

1.0

0.435

그림과 같은 균일 단면의 돌출보(overhangiing beam)에서 반력 RA는? (단, 보의 자중은 무시한다.)

ωℓ

ωℓ/4

ωℓ/3

ωℓ/2

그림과 같은 균일 원형단면을 갖는 양단 고정봉의 C점에 비틀림 모멘트 T=98N·m를 작용시킬 때, 하중점(C점)에서의 비틀림 각은 몇 rad 인가? (단, 전단탄성계수 G=78.4GPa, 극관성모멘트 IP=600cm4이다.)

4×10-4

4×10-5

5×10-4

5×10-5

탄성계수 E=200GPa, 좌굴응력 σb=320MPa인 강재 기둥에 오일러(Euler) 공식을 적용할 수 있는 한계 세장비는? (단, n은 양단 지지 상태에 따른 좌굴 계수이다.)

62.5√n

78.5√n

85.5√n

90.5√n

지름 6mm인 곧은 강선을 지름 1.2m의 원통에 감았을 때 강선에 생기는 최대 굽힘 응력은 약 및 MPa 인가? (단, 탄성계수 E=200GPa 이다.)

500

800

900

1000

그림과 같은 보는 균일단면 부정정보이다. 반력 RB를 구하는데 필요한 조건은?

지정 B에서의 반력에 의한 처짐

지정 A에서의 굽힘모멘트의 방향

하중 작용점 P에서의 처짐

하중 작용정 P에서의 굽힘응력

내부 반지름 Ri, 외부 반지름 Ro인 속이 빈 원형 단면의 극(polar) 관성 모멘트는?

(π/2)(Ro3-Ri3)

(π/2)(Ro4-Ri4)

(π/4)(Ro3-Ri3)

(π/4)(Ro4-Ri4)

5cm×10cm 단면의 3개의 목재를 목재용 접착제로 접착하여 그림과 같은 10cm×15cm의 사각 단면을 갖는 합성보를 만들었다. 접착부에 발생하는 전단응력은 약 몇 kPa 인가? (단, 이 보의 길이는 2m이고, 양단은 단순지지이며 중앙에 P=800N의 집중하중을 받는다.)

77.6

35.5

8

160

다음 그림과 같이 단면적인 A인 강봉의 축선을 따라 하중 P가 작용할 때, 임의의 경사 평면에서 전단응력이 최대가 될 때의 면의 각(α)과 이 경우에 해당하는 전단응력(τmax)은 얼마인가?

α=45°, τmax=P/A

α=45°, τmax=P/2A

α=90°, τmax=P/A

α=90°, τmax=P/2A

그림과 같이 초기온도 20°C, 초기길이 19.95cm, 지름 5cm인 봉을 간격이 20cm인 두 벽면 사이에 넣고 봉의 온도를 220°C로 가열했을 때 봉에 발생되는 응력은 몇 MPa 인가? (단, 균일 단면을 갖는 봉의 선팽창계수 a=1.2×10-5/°C 이고, 탄성계수 E=210GPa이다.)

0

25.2

257

504

그림에서 블록 A를 뽑아내는 데 필요한 힘 P는 몇 N 이상인가? (단, 블록과 접촉면과의 마찰 계수 μ=0.4 이다.)

4

8

10

12

아크 용접에 있어서 교류와 직류의 경우에 관한 설명 중 틀린 것은?

교류는 직류에 비해서 아크의 안정성이 떨어진다.

교류는 비피복봉 사용이 가능하고, 직류는 비피복봉 사용이 불가능하다.

교류는 극성변화가 불가능하고. 직류는 극성변화가 가능하다.

직류는 전격의 위험이 적고, 교류는 전격의 위험이 많다.

절삭과정에서 공구의 온도를 측정하는 방법으로서 열전대를 사용하는 경우가 많다. 공구에 열전대를 삽입하기 위한 가공법으로 다음 중 가장 적합한 것은?

화학 연마

전해 연마

방전 가공

버핑 가공

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

압출 가공(extruding)

업세팅 가공(up setting)

압인 가공(coining)

블랭킹 가공(blanking)

아세틸렌가스는 매우 타기 쉬운 기체이다. 자연발화 온도는?

780 ~ 790°C

406 ~ 408°C

505 ~ 515°C

62 ~ 80°C

두께 2mm의 철판에 Ф20mm의 구멍을 뚫을 때, 펀칭에 가하는 힘은 최소 및 N 이상이어야 하는가? (단, 철판의 전단저항은 450MPa 이다.)

42132

56559

12561

27867

소성 가공 방법이 아닌 것은?

컬링(curling)

엠보싱(embossirg)

카핑(copying)

코이닝(coining)

얇은 판재로 된 목형은 변형되기 쉽고 주물의 두께가 균일하지 않으면 용융금속이 냉각 응고시에 내부 응력에 의해 변형 및 균열이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위한 목적으로 쓰이고 사용한 후에 제거하는 것은?

구배

수축 여유

코어 프린트

덧붙임

열처리에서 강(鋼)을 청화물(CN)과 작용시켜 침탄과 질화가 동시에 일어나도록 하는 청화법(cyaniding)은 다음과 같은 장·단점이 있다. 틀린 것은?

균일한 가열이 이루어지므로 변형이 적다.

온도 조절이 용이하다

산화가 일어나기 쉽다.

침탄층이 얇고 가스가 유독하다.

커플링으로 연결된 CNC 공작기계의 볼 스크류 피치가 6[mm], 서보 모터의 회전 각도가 270° 일 때 테이블의 이동 거리는?

1.5[mm]

2.5[mm]

3.5[mm]

4.5[mm]

주물사의 구비조건이 아닌 것은?

통기성이 좋을 것

성형성이 좋을 것

열전도성이 높을 것

내열성이 높을 것

소성가공시 열간공과 냉간가공은 무엇으로 구별하는가?

재결정 온도

변태점 온도

당금질 온도

풀림 온도

방전가공시 전극(가공공구) 재질로 적당하지 않은 것은?

황동

텅스텐

구리

알루미늄

이미 치수를 알고 있는 표준 값과의 편차를 구하여 치수를 알아내는 측정방법은?

절대 측정

비교 측정

간접 측정

직접 측정

하방잠김형, 압착형, 당기기형, 직선이동형과 같이 4가지 기본적인 클램핑 작용을 하며 작용력에 비해 고정력이 매우 큰 클램프는?

토굴 클램프

캠 클램프

후크 클램프

스트랩 클램프

다음 중 바이트의 마모와 관계없는 것은?

Crater wear

Filling

Flank wear

Chipping

저탄소강의 표면에 탄소를 침투시키는 고체 침탄법에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?

침탄시간이 길어지면 침탄깊이가 깊어진다.

소량생산에 적합하다.

큰 부품의 처리가 가능하다.

보통 침탄 깊이는 5~ 10mm 이다.

프레스 작업(press working) 가공방식이 아닌 것은?

래핑(lapping)

벤딩(bending)

드로잉(drawing)

엠보싱(embossirg)

급속귀환 운동을 하는 기계는 다음 증 어느 것인가?

선반

밀링

셰이퍼

드릴링머신

3차원 측정기는 X.Y.Z의 3차원 공간상에서 측정점의 좌표점을 검출하여, 데이터를 컴퓨터로 처리하는 측정기이다. 3차원 측정기를 조작상으로 분류할 때 여기에 해당되지 않는 것은?

수동형(floating type)

조이스틱형(joystick type)

CNC형(CNC type)

겐트리형(gantry type)

동시에 여러 개의 드릴을 설치하여 공작물에 여러 개의 구멍을 동시에 뚫는 구조의 드릴링머신은 무엇인가?

탁상드릴링머신(bench drilling machine)

레이디얼드릴링머신(radial drilling machine)

직립드릴링머신(Upright drilling machine)

다축드릴링머신(mmulti spindle drilling machine)

세레이션(serratior)에 대한 일반적인 설명 중 틀린 것은?

스플라인에 비하여 치수(齒數)가 많다.

삼각치 세레이션은 끼워맞춤 정밀도가 나쁘고 작업 공수가 많다.

세레이션은 주로 정적인 이음에만 사용된다.

측압 강도가 작아서 같은 바깥지름의 스플라인에 비해 큰 회전력을 전달할 수 없다.

그림과 같은 리벳이응에서 피치를 p, 리벳지름을 d, 판의 두께를 T, 판의 인장응력을 ft라고 할 때 리벳효율 η를 구하면? (단, 리벳의 전단응력은 fs이다.)

4각 나사에서 리드각 3.83°, 마찰계수 μ=0.1일 때, 이 나사의 효율을 구하면?

28.77%

32.75%

39.83%

42.56%

지름 8cm의 중실 원형축과 비틀림 강도가 같은 중공축(바깥지름과 안지름의 비 x=0.6)의 바깥지름은 몇 mm인가?

83.79mm

86.76mm

85.75mm

90.35mm

다음 중 전위기어의 특징으로 거리가 먼 것은?

두 축간 중심거리의 조절이 가능하다.

언더컷을 방지한다.

이의 강도를 증가시킬 수 있다.

베어링 압력을 작게 할 수 있다.

안지를 1500mm인 보일러 동체가 70 N/cm2의 내압을 받는다면 동체를 만든 강판의 인장강도가 350N/mm2, 안전계수가 4, 이음효율이 65%, 부식여유가 1mm라고 할 때 이 동체의 두께는 약 몇 mm인가?

6.5

8.3

9.2

10.2

평균지름이 55mm이고 소선의 지름이 5mm인 코일 스프링에 하중이 1kN 이 가해질 때 스프링에 발생하는 최대 전단 응력은 몇 GPa 인가? (단, Wahl 응력수정계수 K를 적용하며, 그 식은  이고, 여기서 C는 스프링지수이다.)

3.148

2.214

1.266

0.953

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

약 1.53kN

약 2.05kN

약 3.24kN

약 4.06kN

굽힘 모멘트 M과 비틀림 모멘트 T가 동시에 작용하는 축의 설계에서 최대 전단 응력설에 의한 상당 비틀림 모멘트(equivalent twisting moment) Te 를 구하는 식은?

내연기관 실린더에서 폭발이 일어 날 때 회전축에 큰 회전토크를 발생시키고, 또 다른 폭발이 있을 때까지 새로운 에너지의 공급 없이 회전하게 된다. 이와 같은 폭발간격으로 인하여 구동토크의 크기 변동과 회전각속도가 변동될 때 각속도의 변동을 줄여주는 역할을 하는 것은?

관성차(fly wheel)

래칫 휠(rachet wheel)

밴드 브레이크(band brake)

원판 브레이크(disk brake)

다음 중 서브제로(sub-Zero)처리에 대한 설명으로 틀린 것은?

잔류오스테나이트를 마텐자이트화 한다.

공구강의 경도증가와 성능을 향상시킨다.

스테인리스강에는 우수한 기계적 성질을 부여한다.

충격값을 증가시키고 시효에 의한 치수변화가 생긴다.

다음 중 스프링 강의 기호를 나타내는 것은?

SCM4

SNCM8

SPS9

STS3

다음 주강품에 대한 설명 중 틀린 것은?

주조한 것은 내부응력이 있다.

주조 후는 일반적으로 풀림(Annealing)을 한다.

평균 주조 수축율은 약 2%이다.

중탄소 주강은 0.1~0.2%C 범위이다.

게이지강이 갖추어야 할 조건으로 틀린 것은?

내마모성이 크고, HRC55 이상의 경도를 가질 것

담금질에 의한 변형 및 균열이 적을 것

오랜 시간 경과하여도 치수의 변화가 적을 것

열팽창계수는 구리와 유사하며 취성이 좋을 것

주조할 때 주물표면을 금속형 등으로 급냉하여 백선화시켜서 경도를 높이고 내마모성, 내압성을 향상시킨 주철은?

구상흑연주칠

칠드주철

가단주철

규소주철

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

Ni

Mn

W

S

Fe-Fe3C 평형 상태도의 723°C(A1)에서 일어나는 변태로부터 나타나는 조직은?

마텐자이트

오스테나이트

펄라이트

베이나이트

다음 중 가단주철을 설명한 것으로 가장 적합한 것은?

기계적 특성과 내식성, 내열성을 향상시키기 위해 Mn, Si, Ni, Cr, Mo, V, Al, Cu 등의 합금원소를 첨가한 것이다.

탄소량 2.5% 이상의 주철을 주형에 주입한 그 상태로 흑연을 구상화한 것이다.

표면을 칠(chill)상에서 경화시키고 내부조직은 펄라이트와 흑연인 회주철로 해서 전체적으로 인성을 확보한 것이다.

백주철을 고온도로 장시간 풀림해서 시멘타이트를 분해 또는 감소시키고 인성이나 연성을 증가시킨 것이다.

탄소강을 풀림(Annealing)하는 목적과 관계없는 것은?

결정입도 조절

상온가공에서 생긴 내부응력 제거

오스테나이트에서 탄소를 유리시킴

재료에 취성과 경도부여

40~50% Ni을 함유한 합금이며, 전기저항이 크고 저항온도 계수가 작으므로 전기저항선이나 열전쌍의 재료로 많이 쓰이는 Ni-Cu합금은?

엘린바

라우탈

콘스탄탄

인바

다음 중 곡면(surface) 모델에 해당하지 않는 사항은?

NC 가공에 필요한 곡면정보를 가지고 있다.

체적을 계산할 수 있다.

셰이딩(shading) 처리를 하면 현실감 나는 모델을 화면에서 볼 수 있다.

설계하고자 하는 부품의 일부 표면을 모델링할 때 적당하다.

2차원 CAD에서 원을 지정하는 일반적 방법이 아닌 것은?

원의 중심과 반경을 지정한다.

원의 중심과 원주상의 한 정을 지정한다.

4개의 통과하는 정을 지정한다.

원의 반경과 두 개의 접하는 직선을 지정한다.

하나의 pixel에 6bit를 저장할 수 있고 color look-up table에 12bit를 저장할 수 있는 color monitor에 대한 설명으로 잘못된 것은?

Lookup table에 저장할 수 있는 색의 가지수는 218이다.

사용자가 선택할 수 있는 색의 가지수는 212이다.

Monitor상에서 동시에 display할 수 있는 색의 가지수는 26이다.

색을 표현하는데 빨강색, 초록색, 파랑색에 각각 4bit의 정보를 할당할 수 있다.

서로 다른 CAD/CAM 시스템 사이의 데이터 교환 수단으로서 적당하지 않은 것은?

DXF

IGES

PHIGS

STEP

날개형 모서리(winged-edge) 데이터 구조에 대하여 틀린 것은?

면의 구멍 루프를 다룰 수 있다.

면이 아닌 모서리를 중심으로 한다.

모서리에는 인접하는 2개의 면에 대한 정보가 포함되어 있다.

모서리에는 양단의 꼭지점에 인접한 모든 모서리에 대한 정보가 있다.

곡선의 성질 중에서 점선벡터의 변화량과 가장 관련이 깊은 것은?

곡률(curvature)

곡선의 길이

현의 길이

호의 길이

NURBS(Nonuniform rational B-spline)의 표현식은 다음과 같다. 이 식에 관련된 다음 설명 중 틀린 것은?

w : 가중치인자

p : 조정정의 좌표

구간내에서 기초함수 Ni,k(s)의 값은 0과 1사이의 값을 가진다.

Wi가 모두 1인 경우,  이다.

솔리드 모델링 기법중의 하나로서 특정규칙에 의하여 여러 개의 반공간의 교집합으로 표현되는 기본적인 형상들을 기하학적인 불리안 연산으로 조합하여 실제 물체를 생성하는 기법은?

B-rep

CSG

Sweeping

피쳐기반모델링

점(2, 1)을 중심으로 점(x, y)를 2배 확대하여 점(x', y')을 다음 식으로 구하고자 한다. A에 들어가야 할 내용은?

다음 중 파라메트릭 모델링의 일반적 특징이 아닌 것은?

도형에 대하여 구속조건의 부여가 가능하다.

변수 테이블을 사용한다.

불리안(Boolean) 작업에 의해서 수행된다.

유사한 형상들의 모델링에 유용하다.

동일한 기어에서 지름피치(D.P)가 클수록 잇수와 이의 크기와의 관계를 옳게 설명한 것은?

D.P가 클수록 잇수가 많아지고, 이의 크기는 작아진다.

D.P가 클수록 잇수가 적어지고, 이의 크기는 작아진다.

D.P가 클수록 잇수는 적어지고, 이의 크기는 커진다.

D.P와는 관계가 없다.

두 축의 연장선이 만나는 마찰차는?

홈붙이 마찰차

원통 마찰차

원뿔 마찰차

스큐우(skew) 마찰차

다음 운동 전달기구 중에서 원동절과 종동절의 각속도비가 일정하지 않은 것은?

타원마찰차

스퍼기어

벨트전동기구

윙기어

벨트 전동 장치에서 전달동력에 대한 설명으로 틀린 것은?

접촉각이 클수록 큰 동력을 전달시킬 수 있다.

마찰계수의 값이 클수록 큰 동력을 전달시킬 수 있다.

원심장력이 클수록 전달동력이 증가 된다.

장력비가 클수록 전달동력이 커진다.

다음 중에서 가장 정확한 속도비를 얻을 수 있는 전동장치는?

평 벨트

V 벨트

로프

체인

압력각이 20°이고, 모듈이 5, 잇수가 60개인 표준스퍼기어의 법선 피치는 약 얼마인가?

4.7mm

14.8mm

20.7mm

28.2mm

축이 구멍이 있는 기소(機素)에 끼워져 대우를 이루고 있는 경우의 자유도는?

1

2

3

4

바로걸기 벨트전동기구에서 원동차의 직경(DA)이 1000mm이고, 회전수(NA)가 120rpm 이며, 종동차의 직경(DB)이 500mm 일 때 종동차의 회전수(NB)는 몇 rpm 인가? (단, 벨트는 전동 중에 미끄럼 및 늘어나지 않는다고 가정하고 벨트 두께는 무시한다.)

280

240

120

60

그림과 같은 기어열을 만들어 속도비 12를 만들려할 때 각 기어들의 잇수를 옳게 표시한 것은?

ZA=90, ZB=30, ZC=80, Z0=20

ZA=30, ZB=40, ZC=50, Z0=60

ZA=20, ZB=50, ZC=70, Z0=80

ZA=30, ZB=60, ZC=20, Z0=100

자동차의 창 닦기 기구나 만능 제도기 등에 응용된 크랭크 기구는?

레버 크랭크 기구

이중 크랭크 기구(평행 크랭크 기구)

이중 레버 기구(양 레버 기구)

왕복 슬라이더 크랭크 기구