9급 국가직 공무원 기계설계(2022. 4. 2.) 시험일자 : 2022년 4월 2일
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.
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2. 평행하지도 교차하지도 않는 두 축 사이에 동력을 전달하기 위해 사용하는 기어는?
- ① 스퍼 기어
- ② 베벨 기어
- ③ 크라운 기어
- ④ 하이포이드 기어
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3. 배관에서 조립 플랜지와 파이프를 이음하는 방식으로 옳지 않은 것은?
- ① 나사 플랜지
- ② 주조 플랜지
- ③ 리벳이음 플랜지
- ④ 용접이음 플랜지
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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.
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5. 기준치수가 동일한 구멍과 축에서 구멍의 공차역이 H7일 때, 헐거운 끼워맞춤에 해당하는 축의 공차역은?
- ① g6
- ② js6
- ③ k6
- ④ m6
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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