9급 지방직 공무원 기계설계 필기 기출문제복원 (2011-06-13)

1. 1. 100[N]의 하중을 50[cm] 들어 올리는 데, 8[초]동안 15[W]의 동력이 작용했다면, 이 전동 잭의 효율[%]은?

1. 41.7

2. 33.3

3. 44.5

4. 39.7

2. 2. 두께가 t0, 사용압력이 p0, 내경이 r0인 원통형 압력용기(A)가 있다. 이 압력용기와 동일재료로 강판의 두께를 2배, 원통의 반경을 2배로 하여 동일한 형태의 압력용기(B)를 제작하고, 사용압력을 2배로 할 때 압력용기(B)의 최대전단응력 크기는 압력용기(A)의 몇 배인가? (단, t0/r0≪1이라고 가정한다)

1. 8 배

2. 4 배

3. 2 배

4. 1 배

3. 3. 마찰차에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. 마찰차는 원통마찰차, 홈마찰차, 원추마찰차, 무단변속마찰차로 분류할 수 있다.

2. 마찰차는 전달해야 될 힘이 그다지 크지 않으며, 속비가 중요하지 않을 경우 사용한다.

3. 마찰계수를 크게 하기 위해 종동차(피동차)를 원동차(구동차)보다 연질의 재료를 사용한다.

4. 보통 원동차 표면에 목재, 고무, 가죽, 특수 섬유질 등을 라이닝하여 사용한다.

4. 4. 직경 D1＝200 [mm], D2＝400 [mm]이고, 잇수 z1＝50, z2＝100인 한 쌍의 평기어가 있다. 속도계수는 0.4, 접촉면응력계수 k＝0.075 [kgf/mm2], 이의 폭 b＝80 [mm]라 하면, 기어에 걸리는 회전력[kgf]은？

1. 320

2. 640

3. 800

4. 1,600

5. 5. 회전수 1,000 [rpm]으로 10 [kW]의 동력을 전달하는 단판 클러치의 내경이 100 [mm], 외경이 200 [mm], 마찰계수가 0.2일 때, 클러치를 축방향으로 미는 힘[kgf]은?

1. 162.3

2. 324.7

3. 477.5

4. 649.3

6. 6. 고속 회전 시 미끄러짐을 방지하기 위하여 스러스트 볼베어링에 예압(preload)을 가하게 된다. 운전속도(N)가 제한속도(Nmax)의 20%인 경우 기본 정 정격하중(C0)의 몇 배로 예압해야 하는가?

1. 1/100 배

2. 1/500 배

3. 1/1000 배

4. 1/2500 배

7. 7. 벨트의 평행걸기(open belting) 시 축간 중심거리는 1,000 [mm], 원동차의 지름은 400 [mm], 종동차의 지름은 300 [mm]이다. 벨트의 길이에 가장 가까운 값[mm]은?

1. 3,060

2. 3,100

3. 3,140

4. 3,180

8. 8. 자중을 무시할 수 있는 길이 L인 원형 단면 실축(탄성 계수 E)이 단순지지되어 있다. 이 축의 중앙에 하중 W인 회전체가 설치되어 있을 때, 위험속도(N[rpm])가 되는 축의 지름은? (단, g는 중력가속도이다)

9. 9. 굽힘모멘트와 토크를 동시에 받는 축의 인장응력은 90 [MPa], 전단응력은 60 [MPa]이다. 허용인장응력을 110 [MPa], 허용전단응력을 80 [MPa]이라 할 때, 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

1. 최대주응력설에 의하면, 이 축은 안전하지 않다.

2. 최대전단응력설에 의하면, 이 축은 안전하지 않다.

3. 전단변형에너지설(von Mises yield criteria)에 의하면, 이 축은 안전하지 않다.

4. 단순인장응력상태에서는 최대주응력설에 의한 파손조건과 전단변형에너지설에 의한 파손조건이 같아진다.

10. 10. 다음 그림에서 벨트 풀리 1(I1)에 700 [PS]이 전달되고, 이 동력은 풀리 2(I2)에 300 [PS], 풀리 3(I3)에 400 [PS]으로 나누어 전달된다. 풀리 2의 좌측과 우측의 축에 걸리는 전단응력이 같아지도록 설계한다면, d1/d2은? (단, 자중 및 굽힘하중에 의한 전단응력은 무시한다)

11. 11. 유니파이 보통나사 3/4-10 UNC의 피치[mm]는?

1. 0.75

2. 10

3. 19.05

4. 2.54

12. 12. 이의 수 16개인 피니언이 이의 수 40개인 기어를 구동시키는 평기어쌍이 있다. 모듈은 12 [mm], 이끝높이와 이뿌리높이는 각각 12 [mm], 15 [mm]이고, 압력각이 20°일 때, 원주피치[mm] 및 중심거리[mm]는?

1. 원주피치[mm]: 37.7, 중심거리[mm]: 336

2. 원주피치[mm]: 37.7, 중심거리[mm]: 672

3. 원주피치[mm]: 75.4, 중심거리[mm]: 336

4. 원주피치[mm]: 75.4, 중심거리[mm]: 672

13. 13. 안지름이 312 [mm]인 이음매 없는 강관에 유량이 약 0.23 [m3/s], 수압이 2 [MPa]인 유체가 흐를 때, 이에 적합한 강관의 바깥지름 [mm]은? (단, 허용인장응력은 78 [MPa], 부식여유는 1 [mm], 평균유속은 3 [m/s]로 한다)

1. 322

2. 350

3. 344

4. 336

14. 14. 합금강에서 합금원소의 영향으로 옳지 않은 것은?

1. 몰리브덴(Mo)은 고온에서 강도나 경도의 저하가 적으며, 담금질성을 증가시킨다.

2. 텅스텐(W)은 탈산 및 탈질 작용이 강하며, 결정립을 미세화 한다.

3. 크롬(Cr)은 내마모성과 내식성을 증가시키며, 4 [%] 이상 함유될 경우 단조성이 떨어진다.

4. 니켈(Ni)은 저온에서 내충격성을 향상시킨다.

15. 15. 대표적인 관이음 방법인 플랜지를 설계할 때, 플랜지 면에 수직으로 작용하는 전하중이 P이면 플랜지의 두께는 t0이다. 동일 조건에서 압력이 두 배가 된다면, 플랜지의 최소두께는 t0의 몇 배로 설계해야 하는가?

1. 1.5

2. 2

3. √2

4. 4

16. 16. 그림과 같은 내부확장식 드럼 브레이크로 363 [N-m]의 토크를 제동하려고 한다. 브레이크 슈에 작용하는 힘 F [kN]는 최소 얼마이어야 하는가? (단, 그림에서 a＝110 [mm], b＝55 [mm], c＝50 [mm], D＝140 [mm]이고, 마찰계수는 0.3이다)

1. 1

2. 2

3. 3

4. 4

17. 17. 피로파손 및 내구선도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

1. S-N곡선(피로한도 곡선)이 가로축과 평행하게 되는 시작점에서의 양진응력의 크기, 즉 응력진폭을 피로한도라고 한다.

2. 모든 금속재료는 N＝106～107정도에서 명백한 피로한도를 보이며, 이 피로한도보다 낮은 응력진폭에서는 피로파괴되지 않는 것으로 간주하여 설계한다.

3. 변동응력이 작용하는 경우에는, 가로축을 평균응력(σm), 세로축을 응력진폭으로 하는 내구선도를 작성하고 작용응력이 안전영역 이내에 있도록 설계하여야 한다.

4. 조더버그(Soderberg)선도는 내구선도의 세로축 절편을 피로한도, 가로축 절편을 항복강도로 하는 두 점을 직선으로 연결한 내구선도를 말한다.

18. 18. 판두께 14 [mm], 리벳의 지름 22 [mm], 피치 54 [mm]로 리벳 중심에서 판 끝까지 1열 리벳 겹치기 이음하여 한 피치당 인장하중 1,350 [kgf]이 작용할 때, 판에 생기는 인장응력[kgf/mm2]은?

1. 2.0

2. 2.5

3. 3.0

4. 3.5

19. 19. 토크 T를 받고 있는 직경 D인 원형축의 한쪽 끝이 벽에 목두께 a로 필릿 용접되어 있을 때, 목두께에 작용하는 최대 전단응력을 구하는 식은?

20. 20. 그림과 같이 스프링 상수 1.5 × 109[ N/m]인 볼트로 스프링 상수 1 × 109 [N/m]인 결합체를 초기 체결력 10 [kN]으로 체결한 후, 외부로부터 10 [kN]의 인장하중이 작용하였을 때, 결합체에 작용하는 하중[kN]은? (단, ＋하중은 인장하중, －하중은 압축하중이다)

1. ＋4

2. －4

3. ＋6

4. －6

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