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9급 국가직 공무원 기계설계 필기 기출문제(해설) 및 전자문제집 CBT 2018년04월07일

1. 반지름이 R[m]인 드럼이 N[rpm]으로 회전하면서 무게 FW[N]인 추를 H[m] 들어 올리고자 할 때, 필요한 동력[W]은?      1.      2.      3.      4.      정답 : [1]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 76%

2. 플라이휠(flywheel)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?      1. 내연기관, 왕복펌프, 공기압축기 등에서 흔히 사용된다.      2. 구동토크가 많이 발생하면 운동에너지를 흡수하여 각속도 증가량이 둔화된다.      3. 동일 4행정기관에서는 직렬 기통 수가 많아질수록 에너지 변동계수도 커지므로 이를 고려하여 설계하여야 한다.      4. 축적된 운동에너지를 전단기 및 프레스 등의 작업에너지로 사용할 수 있으며, 그 출력은 극관성모멘트의 크기에 따라 결정된다.      정답 : [3]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 64%       <문제 해설> 각속도는 에너지를 흡수하면 빠르게 됨. [해설작성자 : comcbt.com 이용자]

3. 그림과 같은 리벳이음에서 6000 [N]의 하중(F)이 작용할 때, 가장 왼쪽의 리벳에 작용하는 전단력의 크기[N]와 방향은?          1. 8000, ↑      2. 8000, ↓      3. 4000, ↑      4. 4000, ↓      정답 : [3]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 74%       <문제 해설> 1. 리벳의 개별 전단력 Ps = P/n = 6000[N]/3 = 2000[N] , 3개의 리벳은 각각↓방향으로 2000[N]이 작용한다. 2. 중간리벳을 기준으로 모멘트 평형식을 세우면, R*200 = 6000[N]*400 - R*200 (R은 반력을 의미함)         R = 6000[N] 이다. 반력이므로 방향은 ↑ 이다. 3. 그러므로 가장 왼쪽에 있는 리벳은,↓방향으로 2000[N]과 반력 R = 6000[N] 방향↑을 합치면      ↑4000[N]이 나오므로 정답은 3번이다. [해설작성자 : 산들]

4. 인장항복응력이 400 [MPa]인 재료가 σx＝120 [MPa], σy＝－80 [MPa]인 평면응력상태에 있을 때, 최대 전단응력설에 따른 안전계수는?      1. 6      2. 4      3. 3      4. 2      정답 : [4]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 50%       <문제 해설> Tmax = σ1 / 2 이므로 인장항복응력(400) / σ1(200) = 2 (Tmax 구하는 식은 인터넷에 최대전단응력설 검색 or Tresca설 검색) [해설작성자 : 난민88]

5. 비틀림 모멘트 T가 작용하면 비틀림각이 4 ° 발생하는 지름 d인 축에서 축지름만 변경하여 비틀림각을 1 °로 줄이고자 할 때, 축지름[mm]은? (단, 축은 실축이고, 탄성 거동한다고 가정한다)      1.      2.      3.      4.      정답 : [1]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 75%

6. 그림과 같이 필렛 용접된 두 금속판의 좌우로 10 [kN]의 하중이 가해질 때, 필요한 용접부 최소 길이 m, n에 가장 근사한 치수[mm]는? (단, 용접부의 허용전단응력은 10 [N/mm2]이다) (순서대로 m, n)          1. 188, 94      2. 137, 69      3. 110, 55      4. 95, 48      정답 : [4]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 62%

7. 아이볼트에 축방향으로 3 [kN]의 인장하중이 작용할 때, 사용 가능한 볼트의 최소 바깥지름[mm]은? (단, 허용인장응력은 40 [N/mm2], 골지름(d1)과 바깥지름(d)의 비율 d1/d=0.5, π=3으로 한다)      1. 10      2. 12      3. 16      4. 20      정답 : [4]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 61%

8. 사각나사의 안지름이 8 [mm], 바깥지름이 12 [mm], 피치는 π[mm]일 때, 1000 [N]의 축방향 하중을 견딜 수 있는 너트의 최소 높이[mm]는? (단, 재료의 허용접촉면압력은 10 [N/mm2]이다)      1. 1      2. 5      3. 10      4. 12      정답 : [2]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 67%

9. 스프링지수가 10이고 소선의 지름이 2 [mm]인 압축 코일스프링에서 하중이 70 [kgf]에서 50 [kgf]로 감소할 때 처짐의 변화가 50 [mm]가 되는 스프링의 유효감김수는? (단, 전단탄성계수는 8 × 103 [kgf/mm2]이다)      1. 5      2. 6      3. 7      4. 8      정답 : [1]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 69%

10. 벨트 전동에서 벨트의 장력으로 인해 베어링에 전달되는 하중(Fd)과 이완측 장력(Ts) 사이의 관계(Fd/Ts)로 옳은 것은? (단, 마찰계수는 μ이고, 벨트의 접촉각은θ 이며, 원심력의 영향은 무시한다)      1.      2.      3.      4.      정답 : [1]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 53%

11. 그림과 같이 지름이 d인 축에 평행키가 있을 때, 중심으로부터 L만큼 떨어져 있는 레버에 작용할 수 있는 최대 힘 F는? (단, 키의 너비, 깊이, 길이는 각각 b, h, l 이고 단면에 작용하는 허용전단응력은 T0 이다)           1.      2.      3.      4.      정답 : [2]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 70%

12. 헬리컬 기어(helical gear)의 특징으로 옳지 않은 것은?      1. 이가 잇면을 따라 연속적으로 접촉하므로 이의 물림길이가 길다.      2. 두 기어의 비틀림각의 방향이 반대이고 각의 크기가 서로 다를 경우, 축은 평행하지 않고 교차한다.      3. 최소 잇수가 평기어보다 적기 때문에 잇수가 적은 기어에서 사용된다.      4. 임의로 비틀림각을 선정할 수 있으나 두 기어의 중심거리를 조정할 수 없다.      정답 : [4]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 56%

13. 구멍의 공차역은 축의 공차역은 때, 이 축과 구멍의 결합에 대한 설명으로 옳은 것은?      1. 최대죔새는 0.011이다.      2. 최대틈새는 0.014이다.      3. 최소틈새는 0.014이다.      4. 억지 끼워맞춤이다.      정답 : [1]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 72%

14. 지름이 D[mm], 허용선접촉압력이 p0[kgf/mm], 마찰계수가 μ인 마찰차를 사용하여 N[rpm]의 회전속도로 동력 H[PS]를 전달하기 위해 필요한 마찰차의 최소 너비 b[mm]는? (단, 맞물린 두 마찰차 사이에 상대운동은 없다)      1.      2.      3.      4.      정답 : [4]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 45%

15. 태양기어 1개, 유성기어 3개인 유성기어장치에서 내접기어를 고정할 때, 태양기어에 대한 캐리어의 각속도비는? (단, 기어는 표준기어를 사용하고, 태양기어 잇수는 20개, 유성기어의 잇수는 40개이다)      1. 1/4      2. 1/5      3. 1/6      4. 1/8      정답 : [3]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 58%

16. 그림과 같이 차동피니언 잇수 24개, 측면기어 잇수 36개인 차동기어 장치에서 왼쪽 측면기어의 회전속도가 40 [rpm]이고, 오른쪽 측면 기어의 회전속도가 50 [rpm]일 때, 차동피니언의 회전속도[rpm]는?           1. 7.5      2. 10      3. 15      4. 20      정답 : [1]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 56%       <문제 해설> N(차동피니언rpm) = ((N(큰거rpm) - N(작은거rpm)) / 2) * Z(측면기어 잇수)/Z(차동피니언 잇수)

17. 공작물의 표면거칠기가 다음과 같은 삼각파형으로 측정되었을 때, 해당 공작물의 중심선 평균거칠기(Ra)[μm]는? (단, d＝8 [μm]이며 l＝80 [μm]이다)           1. 2      2. 4      3. 6      4. 8      정답 : [2]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 65%

18. 내식성, 내압성, 경제성이 우수하여 가스압송관, 광산용 양수관 등에 가장 많이 사용하는 관은?      1. 강관      2. 주철관      3. 비철금속관      4. 비금속관      정답 : [2]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 78%

19. 바깥지름이 D, 두께가 t이며 양단이 고정되어 있는 강관이 초기온도 T0에서 T로 가열되었을 때, 강관에 발생하는 축방향 압축력은? (단, 선열팽창계수는 α, 탄성계수는 E이다)      1. απE(T-T0)(Dt-2t2)/2      2. απE(T-T0)tD2/4      3. απE(T-T0)tD      4. απE(T-T0)(tD-t2)      정답 : [4]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 51%

20. 나선면의 마찰각이 7 °, 리드각이 3 °인 사각나사를 조일 때의 효율은? (단, 사각나사의 자리면 마찰을 무시하고, tan(3 °)≒0.05, tan(4 °)≒0.07, tan(7 °)≒0.12, tan(10 °)≒0.18로 근사하여 계산한다)      1. 2/8      2. 7/12      3. 7/18      4. 5/18      정답 : [4]☜ 블럭 설정하면 보임      정답률 : 67%

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