9급 국가직 공무원 기계설계 필기 기출문제(해설) 및 CBT 2022년04월02일

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1. 크리프(creep) 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?      1. 크리프 곡선의 제1기 크리프에서는 변형률 속도가 증가한다.      2. 크리프 곡선의 제2기 크리프에서는 변형률 속도가 거의 일정하게 나타난다.      3. 가스터빈, 제트엔진, 로켓 등 고온에 노출되는 부품은 크리프 특성이 중요시 된다.      4. 일정한 하중이 작용하는 경우 온도가 높아지면 파단에 이르는 시간이 짧아진다.      정답 : [ 1 ]      정답률 : 48%

2. 평행하지도 교차하지도 않는 두 축 사이에 동력을 전달하기 위해 사용하는 기어는?      1. 스퍼 기어      2. 베벨 기어      3. 크라운 기어      4. 하이포이드 기어      정답 : [ 4 ]      정답률 : 70%

3. 배관에서 조립 플랜지와 파이프를 이음하는 방식으로 옳지 않은 것은?      1. 나사 플랜지      2. 주조 플랜지      3. 리벳이음 플랜지      4. 용접이음 플랜지      정답 : [ 2 ]      정답률 : 67%

4. 상온에서 초기응력 없이 양단이 고정되어 있는 강관에 고온의 유체가 흐를 때 발생하는 현상 및 그 특징으로 옳지 않은 것은?      1. 강관에 발생하는 길이 방향 하중은 압축력이다.      2. 강관에 발생하는 길이 방향 응력은 온도변화에 비례한다.      3. 강관에 발생하는 길이 방향 하중은 종탄성계수에 비례한다.      4. 강관에 발생하는 길이 방향 응력은 관 길이의 제곱에 비례한다.      정답 : [ 4 ]      정답률 : 63%

5. 기준치수가 동일한 구멍과 축에서 구멍의 공차역이 H7일 때, 헐거운 끼워맞춤에 해당하는 축의 공차역은?      1. g6      2. js6      3. k6      4. m6      정답 : [ 1 ]      정답률 : 70%

6. 다음 중 사이클로이드 치형의 특징이 아닌 것은?      1. 압력각이 변화한다.      2. 전위기어를 사용할 수 없다.      3. 언더컷이 발생하고 인벌류트 치형에 비해 소음이 크다.      4. 접촉면의 미끄럼률이 일정하며 치면의 마모가 균일하다.      정답 : [ 3 ]      정답률 : 69%

7. 그림과 같이 4개의 스프링에 의해 지지되는 강체의 중앙에 600N의 하중을 가하여 강체가 60mm 내려갈 때, 스프링상수 k3[N/mm]의 값은? (단, 스프링상수 값은 k1=2k3, k2=4k3의 관계를 가지며, 스프링과 강체의 무게는 무시한다.)          1. 2      2. 2.5      3. 3      4. 3.5      정답 : [ 3 ]      정답률 : 52%

8. 지름 2cm인 회전하는 중실축이 30kgf·cm의 굽힘모멘트와 40kgf·cm의 비틀림모멘트를 동시에 받고 있을 때, 발생하는 최대 굽힘응력[kgf/cm2]은? (단, π＝3.2이고, 최대 주응력 이론을 적용한다.)      1. 20      2. 30      3. 40      4. 50      정답 : [ 4 ]      정답률 : 42%

9. 지름 20mm인 봉을 강판에 필릿용접하고 토크 T＝65,000kgf·mm를 가할 때, 용접부에 발생하는 최대 전단응력[kgf/mm2]은? (단, f＝10/√2mm, π＝3.2이고, 봉의 무게는 무시한다.)          1. 6      2. 9      3. 12      4. 15      정답 : [ 4 ]      정답률 : 42%

10. 지름 10mm 리벳 20개로 강판에 1줄 겹치기 리벳이음을 한 후, 이 강판에 60kN의 인장력을 가하였다. 이때 리벳 1개에 발생하는 전단응력[MPa]은? (단, π＝3이다.)      1. 30      2. 40      3. 50      4. 60      정답 : [ 2 ]      정답률 : 68%

11. 폭, 높이, 길이가 각각 b, h, L인 평행키가 키홈 깊이 h/2인 축에 삽입되어 있다. 이때 키에 생기는 전단응력이 τ, 압축응력이 σc이고, σc＝6τ라고 할 때, h/b는?      1. 1/6      2. 1/3      3. 2/3      4. 3/2      정답 : [ 2 ]      정답률 : 68%

12. 평벨트 전동에서 벨트에 작용하는 긴장측 장력 900N, 벨트의 허용인장응력 2N/mm2, 두께 2mm, 이음효율이 90%일 때, 벨트의 최소 폭[mm]은? (단, 벨트에 작용하는 원심력 및 굽힘응력은 무시한다.)      1. 125      2. 250      3. 375      4. 500      정답 : [ 2 ]      정답률 : 70%

13. 단판 원판 브레이크를 이용하여 회전하는 축을 제동하려고 한다. 브레이크를 축방향으로 미는 하중 P＝100N, 원판 브레이크 접촉면의 평균 반지름 Rm＝25mm, 마찰계수 μ＝0.1일 때, 제동할 수 있는 최대 토크 T[N·mm]는? (단, 축방향 힘은 균일압력조건, 토크는 균일마모조건으로 한다.)           1. 125      2. 200      3. 250      4. 500      정답 : [ 3 ]      정답률 : 62%

14. 축방향 하중 P＝45kgf를 지지하는 칼라(collar) 베어링에서 칼라의 안지름이 5mm, 바깥지름이 10mm이고, 칼라 베어링의 허용 압력이 0.2kgf/mm2일 때, 필요한 칼라의 최소 개수는? (단, π＝3이다.)      1. 2      2. 4      3. 6      4. 8      정답 : [ 2 ]      정답률 : 60%

15. 내접원통마찰차에서 축간거리가 450mm, 원동차의 회전속도가 300rpm, 종동차의 회전속도가 100rpm일 때, 원동차 지름 DA[mm]와 종동차 지름 DB[mm]는? (단, 마찰차 간 미끄럼은 없다고 가정한다.)           1. ①      2. ②      3. ③      4. ④      정답 : [ 1 ]      정답률 : 64%

16. 길이가 각각 ℓ1, ℓ2, ℓ3이고 극관성모멘트가 각각 IP1, IP2, IP3인 축들이 그림과 같이 연결되어 있다. 축의 양 끝단에 비틀림 모멘트 T가 작용할 때 전체 비틀림각을 구하는 식은? (단, 축 재료의 횡탄성계수는 G이고 극관성모멘트는 축 단면의 중심에서 계산한 값이다.)           1.      2.      3.      4.      정답 : [ 4 ]      정답률 : 60%

17. 물체에 가해지는 힘 P와 속도 v가 주어졌을 때, 동력 H를 구하는 식으로 옳지 않은 것은? (단, 1PS＝75kgf·m/s이고, 중력가속도는 9.8m/s2 이다.)      1.      2.      3.      4.      정답 : [ 2 ]      정답률 : 50%

18. 마찰각이 ρ, 리드각이 β, 유효지름이 dm인 사각나사를 이용하여 축하중 Q인 물체를 들어올리기 위해 나사 유효지름의 원주에서 접선방향으로 가하는 회전력 P1=Qtan(ρ+β), 토크 이다. 동일한 사각나사를 이용하여 축하중 Q인 물체를 내리기 위해 나사 유효지름의 원주에서 접선방향으로 가하는 회전력 P2와 토크 T2를 구하는 식은? (단, 자리면 마찰은 무시한다.)           1. ①      2. ②      3. ③      4. ④      정답 : [ 1 ]      정답률 : 61%

19. 일반적인 사각형 맞물림 클러치의 턱(claw) 뿌리에 작용하는 굽힘응력에 영향을 주지 않는 것은?      1. 턱의 높이      2. 턱의 개수      3. 접촉 마찰계수      4. 클러치 바깥지름      정답 : [ 3 ]      정답률 : 48%

20. 축각(shaft angle)이 90°인 원추 마찰차가 있다. 원동차의 평균 지름이 600mm이고 회전수가 100rpm이다. 회전속도비가 1이고 마찰계수가 0.2일 때, 3kW의 동력을 전달하기 위하여 원동축에 가해야 할 축방향 하중[N]은? (단, π＝3, sin45°＝0.7이다.)      1. 2,000      2. 2,500      3. 3,000      4. 3,500      정답 : [ 4 ]      정답률 : 44%

정 답 지

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1. 크리프(creep) 현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?      1. 크리프 곡선의 제1기 크리프에서는 변형률 속도가 증가한다.      2. 크리프 곡선의 제2기 크리프에서는 변형률 속도가 거의 일정하게 나타난다.      3. 가스터빈, 제트엔진, 로켓 등 고온에 노출되는 부품은 크리프 특성이 중요시 된다.      4. 일정한 하중이 작용하는 경우 온도가 높아지면 파단에 이르는 시간이 짧아진다.      정답 : [ 1 ]      정답률 : 48%

2. 평행하지도 교차하지도 않는 두 축 사이에 동력을 전달하기 위해 사용하는 기어는?      1. 스퍼 기어      2. 베벨 기어      3. 크라운 기어      4. 하이포이드 기어      정답 : [ 4 ]      정답률 : 70%

3. 배관에서 조립 플랜지와 파이프를 이음하는 방식으로 옳지 않은 것은?      1. 나사 플랜지      2. 주조 플랜지      3. 리벳이음 플랜지      4. 용접이음 플랜지      정답 : [ 2 ]      정답률 : 67%

4. 상온에서 초기응력 없이 양단이 고정되어 있는 강관에 고온의 유체가 흐를 때 발생하는 현상 및 그 특징으로 옳지 않은 것은?      1. 강관에 발생하는 길이 방향 하중은 압축력이다.      2. 강관에 발생하는 길이 방향 응력은 온도변화에 비례한다.      3. 강관에 발생하는 길이 방향 하중은 종탄성계수에 비례한다.      4. 강관에 발생하는 길이 방향 응력은 관 길이의 제곱에 비례한다.      정답 : [ 4 ]      정답률 : 63%

5. 기준치수가 동일한 구멍과 축에서 구멍의 공차역이 H7일 때, 헐거운 끼워맞춤에 해당하는 축의 공차역은?      1. g6      2. js6      3. k6      4. m6      정답 : [ 1 ]      정답률 : 70%

6. 다음 중 사이클로이드 치형의 특징이 아닌 것은?      1. 압력각이 변화한다.      2. 전위기어를 사용할 수 없다.      3. 언더컷이 발생하고 인벌류트 치형에 비해 소음이 크다.      4. 접촉면의 미끄럼률이 일정하며 치면의 마모가 균일하다.      정답 : [ 3 ]      정답률 : 69%

7. 그림과 같이 4개의 스프링에 의해 지지되는 강체의 중앙에 600N의 하중을 가하여 강체가 60mm 내려갈 때, 스프링상수 k3[N/mm]의 값은? (단, 스프링상수 값은 k1=2k3, k2=4k3의 관계를 가지며, 스프링과 강체의 무게는 무시한다.)          1. 2      2. 2.5      3. 3      4. 3.5      정답 : [ 3 ]      정답률 : 52%

8. 지름 2cm인 회전하는 중실축이 30kgf·cm의 굽힘모멘트와 40kgf·cm의 비틀림모멘트를 동시에 받고 있을 때, 발생하는 최대 굽힘응력[kgf/cm2]은? (단, π＝3.2이고, 최대 주응력 이론을 적용한다.)      1. 20      2. 30      3. 40      4. 50      정답 : [ 4 ]      정답률 : 42%

9. 지름 20mm인 봉을 강판에 필릿용접하고 토크 T＝65,000kgf·mm를 가할 때, 용접부에 발생하는 최대 전단응력[kgf/mm2]은? (단, f＝10/√2mm, π＝3.2이고, 봉의 무게는 무시한다.)          1. 6      2. 9      3. 12      4. 15      정답 : [ 4 ]      정답률 : 42%

10. 지름 10mm 리벳 20개로 강판에 1줄 겹치기 리벳이음을 한 후, 이 강판에 60kN의 인장력을 가하였다. 이때 리벳 1개에 발생하는 전단응력[MPa]은? (단, π＝3이다.)      1. 30      2. 40      3. 50      4. 60      정답 : [ 2 ]      정답률 : 68%

11. 폭, 높이, 길이가 각각 b, h, L인 평행키가 키홈 깊이 h/2인 축에 삽입되어 있다. 이때 키에 생기는 전단응력이 τ, 압축응력이 σc이고, σc＝6τ라고 할 때, h/b는?      1. 1/6      2. 1/3      3. 2/3      4. 3/2      정답 : [ 2 ]      정답률 : 68%

12. 평벨트 전동에서 벨트에 작용하는 긴장측 장력 900N, 벨트의 허용인장응력 2N/mm2, 두께 2mm, 이음효율이 90%일 때, 벨트의 최소 폭[mm]은? (단, 벨트에 작용하는 원심력 및 굽힘응력은 무시한다.)      1. 125      2. 250      3. 375      4. 500      정답 : [ 2 ]      정답률 : 70%

13. 단판 원판 브레이크를 이용하여 회전하는 축을 제동하려고 한다. 브레이크를 축방향으로 미는 하중 P＝100N, 원판 브레이크 접촉면의 평균 반지름 Rm＝25mm, 마찰계수 μ＝0.1일 때, 제동할 수 있는 최대 토크 T[N·mm]는? (단, 축방향 힘은 균일압력조건, 토크는 균일마모조건으로 한다.)           1. 125      2. 200      3. 250      4. 500      정답 : [ 3 ]      정답률 : 62%

14. 축방향 하중 P＝45kgf를 지지하는 칼라(collar) 베어링에서 칼라의 안지름이 5mm, 바깥지름이 10mm이고, 칼라 베어링의 허용 압력이 0.2kgf/mm2일 때, 필요한 칼라의 최소 개수는? (단, π＝3이다.)      1. 2      2. 4      3. 6      4. 8      정답 : [ 2 ]      정답률 : 60%

15. 내접원통마찰차에서 축간거리가 450mm, 원동차의 회전속도가 300rpm, 종동차의 회전속도가 100rpm일 때, 원동차 지름 DA[mm]와 종동차 지름 DB[mm]는? (단, 마찰차 간 미끄럼은 없다고 가정한다.)           1. ①      2. ②      3. ③      4. ④      정답 : [ 1 ]      정답률 : 64%

16. 길이가 각각 ℓ1, ℓ2, ℓ3이고 극관성모멘트가 각각 IP1, IP2, IP3인 축들이 그림과 같이 연결되어 있다. 축의 양 끝단에 비틀림 모멘트 T가 작용할 때 전체 비틀림각을 구하는 식은? (단, 축 재료의 횡탄성계수는 G이고 극관성모멘트는 축 단면의 중심에서 계산한 값이다.)           1.      2.      3.      4.      정답 : [ 4 ]      정답률 : 60%

17. 물체에 가해지는 힘 P와 속도 v가 주어졌을 때, 동력 H를 구하는 식으로 옳지 않은 것은? (단, 1PS＝75kgf·m/s이고, 중력가속도는 9.8m/s2 이다.)      1.      2.      3.      4.      정답 : [ 2 ]      정답률 : 50%

18. 마찰각이 ρ, 리드각이 β, 유효지름이 dm인 사각나사를 이용하여 축하중 Q인 물체를 들어올리기 위해 나사 유효지름의 원주에서 접선방향으로 가하는 회전력 P1=Qtan(ρ+β), 토크 이다. 동일한 사각나사를 이용하여 축하중 Q인 물체를 내리기 위해 나사 유효지름의 원주에서 접선방향으로 가하는 회전력 P2와 토크 T2를 구하는 식은? (단, 자리면 마찰은 무시한다.)           1. ①      2. ②      3. ③      4. ④      정답 : [ 1 ]      정답률 : 61%

19. 일반적인 사각형 맞물림 클러치의 턱(claw) 뿌리에 작용하는 굽힘응력에 영향을 주지 않는 것은?      1. 턱의 높이      2. 턱의 개수      3. 접촉 마찰계수      4. 클러치 바깥지름      정답 : [ 3 ]      정답률 : 48%

20. 축각(shaft angle)이 90°인 원추 마찰차가 있다. 원동차의 평균 지름이 600mm이고 회전수가 100rpm이다. 회전속도비가 1이고 마찰계수가 0.2일 때, 3kW의 동력을 전달하기 위하여 원동축에 가해야 할 축방향 하중[N]은? (단, π＝3, sin45°＝0.7이다.)      1. 2,000      2. 2,500      3. 3,000      4. 3,500      정답 : [ 4 ]      정답률 : 44%

정 답 지

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
①	④	②	④	①	③	③	④	④	②
11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
②	②	③	②	①	④	②	①	③	④

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