[9급 국가직 기계일반] 08년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

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.