기계설계기사 기출문제 2회 (2017.05.07)

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기계설계기사 기출문제 2017년 2회 (2017.05.07)

1. 자격요약

□자격명 :: 기계설계기사
□영문명 :: Engineer Machinery Design
□관련부처 :: 고용노동부
□시행기관 :: 한국산업인력공단
□응시자격 :: 제한있음
□자격분류 :: 국가기술자격증
□홈페이지 :: www.q-net.or.kr
□자격증 관계도: 기계설계산업기사, 기계설계기사

2. 자격정보

□ 기계설계기사 기출문제

○ 응시자격을 갖추고 한국산업인력공단에서 시행하는 기계설계기사 시험에 합격하여 그 자격을 취득한 자를 말함.

○ 기계설계분야에 필요한 전문고급 기술인력(컴퓨터에 의한 설계(CAD) 및 생산(CAM)시스템이 광범위 하게 이용되면서 산업체 자체의 생산제품에 적합한 패키지의 설계, 수정, 보완 및 제품해석을 담당)을 양성하고자 제정됨.

○ 기존의 검정형 시험방법 외에 과정평가형으로도 자격 취득이 가능.

□ 주요특징

○ 고객의 요구사항을 분석하여 요구사항에 적합 기계 시스템 및 관련 부품을 설계하고 시작품을 제작하여 검증하고 설계 도서를 작성하여 승인을 받아 제작용 도면을 CAD 소프트웨어를 이용하여 KS관련 규격에 맞게 부품도를 작성, 제작을 위한 치수, 공차, 노트 등을 기입하여 수정, 출도.

○ 또한 3차원 조립도, 분해도 등을 이용하여 사용설명서 작성, 생산관리, 원가 관리 등의 관리업무 등도 수행.

□ 진로 및 전망

○ 취업

- 모든 산업의 기초를 이루는 기계공학분야는 폭넓은 영역으로 진출이 가능.

- 주로 기계분야, 조선분야, 항공분야, 전기분야, 전자분야, 건설분야, 환경분야, 플랜트, 엔지니어링분야 등으로 취업 가능.

- 기계, 조선, 항공, 전기, 전자, 건설, 환경, 플랜트 엔지니어링 분야 등의 컴퓨터응용 설계부서 등에 취업 가능.

- 자동차, 선박, 반도체, 화학, 항공, 건설, 의공학 산업 등에서 부품 개발 및 품질관리직으로 진출 가능.

- CAD/CAM시스템 컨설팅 회사, 자동차 관련 용품 설계 업체, 금형설계 및 제조업체 기타 산업기계설계 생산업체 등으로 진출 가능.

- 기업체 뿐만 아니라 국가 및 지방자치단체 기술직 공무원 등으로 진출하거나 공기업에 취업 가능.

- 정부출연연구소, 전문직(변리사, 전문 컨설턴트) 등으로도 진출 가능.

- 좀 더 전문화된 영역에서 공부하기 위해 대학원에 진학할 수 있는데, 연구직으로 병역특례 혜택도 받을 수 있음.

○ 우대

- 기계제조업체 등에서 채용 시 기계설계 자격취득자는 우대받을 수 있음.

- 국가기술자격법에 의해 공공기관 및 일반기업 채용 시 그리고 보수, 승진, 전보, 신분보장 등에 있어서 우대받을 수 있음.

○ 가산점

- 6급 이하 및 기술직공무원 채용시험 시 가산점.

- 공업직렬의 일반기계, 농업기계, 운전, 항공우주 직류에서 채용계급이 8·9급, 기능직 기능8급 이하일 경우와 6·7급, 기능직 기능7급 이상일 경우 모두 5%의 가산점.

- 다만, 가산 특전은 매 과목 4할 이상 득점자에게만, 필기시험 시행 전일까지 취득한 자격증에 한함.

○ 자격부여

- 석유 및 석유대체연료 사업법에 의하면, 품질검사기관으로 지정받기 위해서는 화학, 화학공학, 고분자공학, 물리학, 기계공학, 환경공학 관련 분야에서 산업기사 이상의 자격을 취득한 후 시험, 분석업무에 3년 이상 근무한 경험이 있는 검사인력을 필요로 함.

- 소음·진동규제법에 의해, 총 동력 합계 5,000마력 이상인 사업장에는 환경기술인을 두어야 함. 이때 환경기술인의 자격기준은 소음, 진동기사 2급 이상의 기술자격자 또는 기계분야기사, 전기분야기사 각 2급 이상의 자격소지자로 환경분야에서 2년 이상 종사한 자.

3. 시험정보

□ 시험일정 ( 원서접수 첫날 10:00부터 마지막 날 18:00까지 )

구분	필기원서접수 (인터넷)	필기시험	필기합격 (예정자)발표	실기원서접수	실기시험	최종합격자 발표일
2024년 기사 1회	2024.01.23 ~ 2024.01.26	2024.02.15 ~ 2024.03.07	2024.03.13	2024.03.26 ~ 2024.03.29	2024.04.27 ~ 2024.05.12	2024.06.18
2024년 기사 2회	2024.04.16 ~ 2024.04.19	2024.05.09 ~ 2024.05.28	2024.06.05	2024.06.25 ~ 2024.06.28	2024.07.28 ~ 2024.08.14	2024.09.10
2024년 기사 3회	2024.06.18 ~ 2024.06.21	2024.07.05 ~ 2024.07.27	2024.08.07	2024.09.10 ~ 2024.09.13	2024.10.19 ~ 2024.11.08	2024.12.11

□ 수수료

○필기 : 19,400원
○실기 : 37,100원

□ 출제경향

○ 필기 : 출제기준을 참조

○ 실기 : 작업형으로 시행되며 출제기준을 참조

- 작업형 : CAD시스템을 활용하여 설계 및 해석

1) 2차원, 3차원 설계제도작업 CAD S/W를 사용하여 제시된 2차원 조립도를 가지고 각 부품들에 대한 3차원 모델링을 수행하고, 2차원 부품도를 작성하여 본인이 출력하여 제출 작업

2) 기계설계검증작업 산업사회에서 활용되는 기계설계검증용 S/W를 활용하여 제시된 조립도에서 지정한 기계요소의 설계(사용) 조건 (전달동력, 수명시간, 위험속도, 강도(굽힘, 전단, 압축, 피로강도 등)등 기타 요구조건에 적합한지를 검증하여 적합, 부적합 관련사항 등의 설계 검증에 적용한 각 세부항목별 적용기준, 사용한 계산식, 결과 이용, 판정 등 검증 보고서(답안지)에 작성하고 수정 보완된 부품을 2차원 제작 부품도면을 CAD S/W을 이용하여 설계제도, 출력하여 제출

- 2012년 부터 CAD작업시 제도용 데이터북은 지참, 열람할 수 없으며 실기시험시 제공됨

□ 출제기준

○ 기계설계기사 출제기준(2011.1.1~2018.6.30).hwp 다운로드

○ 기계설계기사 출제기준(2018.7.1~2020.12.31).hwp 다운로드

○ 기계설계기사 출제기준(2021.1.1~2023.12.31).hwp 다운로드

□ 취득방법

○ 응시자격

- 관련학과 : 전문대학 및 대학의 기계설계공학, 기계공학, 메카트로닉스공학 자동차공학 등 기계관련학과

- 기술자격 소지자 : 동일(유사)분야 다른 종목 기사 / 산업기사 + 실무경력 1년 / 기능사 + 실무경력 3년

- 순수경력자 : 실무경력 4년(동일, 유사 분야)

- 동일직무분야 : 경영·회계·사무 중 생산관리, 건설, 재료, 화학, 전기·전자, 정보통신 중 방송무선, 통신, 안전관리, 환경·에너지

○ 시험과목

- 필기

1) 재료역학
2) 기계제작법
3) 기계설계 및 기계재료
4) 기구학 및 CAD

- 실기

1) 기계설계실무

○ 검정방법

- 필기 : 객관식 4지 택일형 과목당 20문항(과목당 30분)

- 실기 : 작업형(7시간 정도)

○ 합격기준

- 필기 : 100점을 만점으로 하여 과목당 40점 이상, 전 과목 평균 60점 이상

- 실기 : 100점을 만점으로 하여 60점 이상

○ 제한시간

- 필기 : 120분

- 실기 : 420분

1 과목 : 재료역학

1. 공칭응력(nominal stress : σ)과 진응력(true stress : σ) 사이의 관계식으로 옳은 것은? (단, ε은 공칭변형율(nominal strain), ε는 진변형율(true strain)이다.)

①	σ = σ (1+ε)
②	σ = σ (1+ε)
③	σ = ln(1+σ)g
④	σ = ln(σ+ε)

2. 그림과 같은 일단고정 타단지지보의 중앙에 P=4800N의 하중이 작용하면 지지점의 반력(R)은 약 몇 kN인가?

①	3.2
②	2.6
③	1.5
④	1.2

3. 그림과 같은 직사각형 단면을 갖는 단순지지보에 3kN/m의 균일 분포하중과 축방향으로 50kN의 인장력이 작용할 때 단면에 발생하는 최대 인장 응력은 약 몇 MPa인가?

①	0.67
②	3.33
③	4
④	7.33

4. 두께가 1㎝, 지름 25㎝의 원통형 보일러에 내압이 작용하고 있을 때, 면내 최대 전단응력이 -62.5MPa이었다면 내압 P는 몇 MPa인가?
5. 그림과 같은 부정정보의 전 길이에 균일 분포하중이 작용할 때 전단력이 0이 되고 최대굽힘모멘트가 작용하는 단면은 B단에서 얼마나 떨어져 있는가?
6. 그림과 같은 단순보에서 전단력이 0이 되는 위치는 A지점에서 몇 m 거리에 있는가?
7. 다음 막대의 z방향으로 80kN의 인장력이 작용할 때 x 방향의 변형량은 몇 ㎛인가? (단, 탄성계수 E=200 GPa, 포아송 비 v=0.32, 막대크기 x=100㎜, y=50㎜, z=1.5m 이다.)
8. 그림과 같은 단순보(단면 8㎝ x 6㎝)에 작용하는 최대 전단응력은 몇 kPa인가?
9. 길이 15m, 봉의 지름 10㎜인 강봉에 P=8kN을 작용시킬 때 이 봉의 길이방향 변형량은 약 몇 ㎝인가? (단, 이 재료의 세로탄성계수는 210GPa이다.)
10. 그림과 같이 강선이 천정에 매달려 100kN의 무게를 지탱하고 있을 때, AC 강선이 받고 있는 힘은 약 몇 kN 인가?
11. 직경 d, 길이 ℓ인 봉의 양단을 고정하고 단면 m-n 의 위치에 비틀림모멘트 T를 작용시킬 때 봉의 A부분에 작용하는 비틀림모멘트는?
12. 그림과 같은 직사각형 단면의 보에 P=4kN의 하중이 10° 경사진 방향으로 작용한다. A점에서의 길이 방향의 수직응력을 구하면 약 몇 MPa인가?
13. 그림과 같이 단순화한 길이 1m의 차축 중심에 집중하중 100kN이 작용하고, 100rpm으로 400㎾의 동력을 전달할 때 필요한 차축의 지름은 최소 몇 ㎝인가? (단, 축의 허용 굽힘응력은 85MPa로 한다.)
14. 그림과 같이 한변의 길이가 d인 정사각형 단면의 Z-Z 축에 관한 단면계수는?
15. 오일러의 좌굴 응력에 대한 설명으로 틀린 것은?
16. 동일한 전단력이 작용할 때 원형 단면 보의 지름을 d에서 3d로 하면 최대 전단응력의 크기는? (단, τ_max는 지름이 d일 때의 최대전단응력이다.)
17. 세로탄성계수가 210GPa인 재료에 200MPa의 인장응력을 가했을 때 재료 내부에 저장되는 단위 체적당 탄성변형에너지는 약 몇 Nㆍｍ/m³인가?
18. 그림과 같이 전체 길이가 3Ｌ인 외팔보에 하중 P가 B점과 C점에 작용할 때 자유단 B에서의 처짐량은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)
19. 정사각형의 단면을 가진 기둥에 P= 80kN의 압축하중이 작용할 때 6MPa의 압축응력이 발생하였다면 단면의 한 변의 길이는 몇 ㎝인가?
20. J를 극단면 2차 모멘트, G를 전단탄성계수, ℓ을 축의 길이, T를 비틀림모멘트라 할 때 비틀림각을 나타내는 식은?

2 과목 : 기계제작법

21. 일반적으로 화학적 가공공정 순서가 가장 적절한 것은?
22. 다음 중 각도 측정 게이지가 아닌 것은?
23. 다음 중 목형제작 시 주형이 손상되지 않고 목형을 주형으로부터 뽑아내기 위한 것은?
24. 연삭숫돌에서 눈메움(loading)의 발생 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
25. 다음 중 심냉 처리의 목적으로 가장 적절한 것은?
26. 절삭공구로 공작물을 가공 시 유동형 칩이 발생하는 조건으로 틀린 것은?
27. 주물을 제작할 때 생사형 주형의 경우, 주물중량 500kg, 주물의 두께에 따른 계수를 2.2라 할 때 주입시간은 약 몇 초인가?
28. 공작기계의 회전 속도열에서 다음 중 가장 많이 사용되는 것은?
29. 주철을 저속으로 절삭할 때 나타나는 것으로 순간적인 균열이 발생하여 생기는 칩의 형태는?
30. 다음 연삭숫돌의 표시방식에서 V가 나타내는 것은?
WA46KmV
31. 두께 2mm의 연강판에 지름 20mm의 구멍을 뚫을 때 필요한 전단력의 크기는 약 몇 kN인가? (단, 판의 전단저항은 250N/mm²)
32. 가공의 영향으로 생긴 스트레인이나 내부 응력을 제거하고 미세한 표준조직으로 기계적 성질을 향상 시키는 열처리법은?
33. 다음 중 연삭입자를 사용하지 않는 가공법은?
34. 테르밋 용접(thermit welding)에 대한 설명으로 옳은 것은?
35. 다음 중 고속회전 및 정밀한 이송기구를 갖추고 있으며, 다이아몬드 또는 초경합금의 절삭공구로 가공하는 보링 머신으로 정밀도가 높고 표면거칠기가 우수한 내연기관 실린더나 베어링 면을 가공하기에 가장 적합한 것은?
36. 진공 중에서 용접하는 방법으로 일반 금속의 접합뿐만 아니라 내화성 금속, 매우 산화되기 쉬운 금속에 적합한 용접법은?
37. 다음 중 보석, 유리, 자기 등을 정밀 가공하는데 가장 적합한 가공 방법은?
38. 일반적으로 봉재의 지름이나 판재의 두께를 측정하는 게이지는?
39. 숏피닝(shot peening)에 대한 설명으로 틀린 것은?
40. 다음 중 냉간 가공의 특징이 아닌 것은?

3 과목 : 기계설계 및 기계재료

41. 허용전단응력 20.60MPa인 축에 회전수 200rpm으로 7.36kW의 동력을 전달한다. 이 축의 지름은 약 몇 mm 이상이어야 하는가?
42. 표준 스퍼 기어에서 모듈을 m이라고 하면 지름피치 P 를 구하는 식으로 옳은 것은?
43. 전달동력 2kW, 회전수 250rpm, 축 지름 30mm, 보스의 길이(=키의 길이) 40mm, 키의 허용전단응력 19.6N/mm² 일 때 키의 폭 b는 약 몇 mm 이상으로 설계해야 하는가?
44. 베어링 번호 6310의 단열 깊은 홈 볼 베어링에 30000시간의 수명을 주려고 한다. 한계 속도지수(dN)=200000[mm ㆍ rpm]이라면, 이 베어링의 최고사용 회전수에 있어서의 베어링 하중은 약 몇 N인가? (단, 이 베어링의 기본 동정격하중은 48kN이다.)
45. 2개의 키를 조합하여 축의 키 홈에 때려 박을 수 있도록 그 단면을 직사각형으로 만든키로서 면압력만을 받기 때문에 일반적으로 묻힘키보다 큰 토크를 전달할 수 있는 키(key)는?
46. 지름 8mm의 스프링 강으로 코일의 평균 지름 80mm, 스프링상수 10N/mm의 코일 스프링을 만들려고 하면 유효 감김수는 약 얼마인가? (단, 선재의 전단탄성계수 80GPa이다.)
47. 볼트의 허용전단응력이 40MPa이고, 6개의 볼트로 체결된 플랜지 커플링에 2.6kNㆍm의 토크가 작용하고 있다. 볼트 조립부의 피치원 지름은 160mm일 때 볼트 골지름은 약 몇 mm이상이어야 하는가?
48. 강판의 두께 12mm, 리벳 구멍의 지름 16mm로 하여 1줄 겹치기 이음으로 할 때 리벳의 전단하중과 판의 인장하중이 같을 경우 피치는 약 몇 mm인가? (단, 강판의 발생하는 인장응력은 40 MPa, 리벳에 발생하는 전단응력은 32 MPa이다. 또한 리벳 지름은 리벳 구멍의 지름과 같다고 본다.)
49. 브레이크에서 접촉면압력을 q, 드럼의 원주속도를 v, 마찰계수를 μ라 할 때, 브레이크 용량(brake capacity)을 나타내는 식은?
50. 관의 안지름을 D [㎝], 평균유속을 v [m/s]라 하면 평균유량 Q [m³/s]은?
51. 피아노선재의 조직으로 가장 적당한 것은?
52. 마텐자이트(martensite) 변태의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
53. 빗금으로 표시한 입방격자면의 밀러지수는?
54. 6:4황동에 Pb을 약 1.5 ~ 3.0%를 첨가한 합금으로 정밀가공을 필요로 하는 부품 등에 사용되는 합금은?
55. 순철(α-Fe)의 자기변태 온도는 약 몇℃ 인가?
56. 고속도 공구강재를 나타내는 한국산업표준 기호로 옳은 것은?
57. 스테인리스강을 조직에 따라 분류한 것 중 틀린 것은?
58. 황동 가공재 특히 관 ㆍ 봉 등에서 잔류응력에 기인하여 균열이 발생하는 현상은?
59. 경도가 매우 큰 담금질한 강에 적당한 강인성을 부여할 목적으로 A 변태점 이하의 일정온도로 가열 조작하는 열처리법은?
60. Fe-C 평형상태도에서 나타나는 철강의 기본조직이 아닌 것은?

4 과목 : 기구학 및 CAD

61. 좌표계 1에서 (-1, 0, 3)으로 정의되는 점이 좌표계 2로 이동되었을 때의 좌표값은? (단, 좌표계 1의 원점은 좌표계 2에서 (0, -2, 4)로 표시되며 두 좌표계는 평행이동의 관계에 있다.)
62. 다음 중 숨은선 및 숨은면을 화면상에서 나타나지 않도록 제거하는 방법에 속하지 않는 것은?
63. STEP에서 부품의 기하 정보를 나타내는 데이터 항목이 아닌 것은?
64. 다음 곡면들 중 곡면 생성 방법이 나머지 세가지와 근본적으로 다른 하나는?
65. 서로 다른 컴퓨터 이용 제도시스템에서 생성된 도면 데이터를 교환하는 수단으로서 옳지 않은 것은?
66. 와이어프레임(wireframe) 모델링의 일반적인 특징이 아닌 것은?
67. 3차원 컴퓨터 그래픽에서 모델 좌표계에 정의한 그래픽 요소를 장치 좌표계로 변환하여 그릴 때의 변환 행렬 순서로 옳은 것은?
68. 다음 B-spline 곡선에 대한 내용 중 ( )안의 알맞은 말로 짝지어진 것은?
곡선의 모델링시 일반적인 B-spline 곡선이 Bezier 곡선으로 간주되기 위해서는 조정점의 개수가 B-spline 기저함수(basis)의 오더(order)와 ( A ), 동시에 ( B ) 절점벡터를 가진다.
69. 3차원 모델링 방법 중 3차원 기본 형상(primitives)을 불리언 연산(Boolean operation)에 의해서 형상을 완성시키며 그 과정을 기록하여 모델을 표현하는 기법을 무엇이라고 하는가?
70. 다음 중 파라메트릭 모델링의 일반적 특징이 아닌 것은?
71. 기계요소에 대한 설명 중 옳은 것은?
72. 그림과 같이 평면 운동하는 5개의 링크로 된 연쇄에서 순간 중심의 수는 몇 개인가?
73. 어떤 물체를 정지 상태로부터 20000rpm까지 상승시키는데 5분이 소요된다고 한다. 일정한 각가속도로 상승한다고 볼 때 각가속도는 약 몇 rad/s 인가?
74. 평벨트 풀리 림의 중앙부를 높게 만들어 주는 가장 큰 이유는?
75. 평 기어와 비교하여 헬리컬 기어에 발생하는 단점은?
76. 그림과 같이 평판 A 위에서 평면 운동을 하는 B 물체의 자유도는?
77. 기계를 구성하고 있는 부분에서 서로 한정된 상대운동을 할 수 있는 기계구성요소의 조합관계를 대우(pair)라고 한다. 다음 중 대우의 예가 아닌 것은?
78. 그림과 같이 장축이 2a, 단축이 2b 인 타원형 마찰차 2개가 구름접촉에 의해 회전력을 전달하고 있다. 여기서 A마찰차가 일정한 각속도로 회전한다고 볼 때 B마찰차의 최대 회전비값(B의 최대각속도/A이 평균각속도)은? (단, 회전축간 거리는 2a이다.)
79. 기어에서 이의 간섭을 막기 위한 방법으로 틀린 것은?
80. 캠(cam)의 종류 중 평면 캠에 속하지 않는 것은?

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