기계설계기사 기출문제 2회 (2018.04.28)

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기계설계기사 기출문제 2018년 2회 (2018.04.28)

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. 그림의 H형 단면의 도심축인 Z축에 관한 회전반경(radius of gyration)은 얼마인가?

①
②
③
④

2. 그림과 같이 A, B의 원형 단면봉은 길이가 같고, 지름이 다르며, 양단에서 같은 압축하중 P를 받고 있다. 응력은 각 단면에서 균일하게 분포된다고 할 때 저장되는 탄성 변형 에너지의 비 U_B/U_A는 얼마가 되겠는가?

①	1/3
②	5/9
③	2
④	9/5

3. 길이 6m 인 단순 지지보에 등분포하중 q가 작용할 때 단면에 발생하는 최대 굽힘응력이 337.5MPa이라면 등분포하중 q는 약 몇 kN/m인가? (단, 보의 단면은 폭×높이=40mm×100mm이다.)

①	4
②	5
③	6
④	7

4. 지름 20mm, 길이 1000mm의 연강봉이 50kN의 인장하중을 받을 때 발생하는 신장량은 약 몇 mm인가? (단, 탄성계수 E=210GPa이다.)
5. 다음과 같이 3개의 링크를 핀을 이용하여 연결하였다. 2000N의 하중 P가 작용할 경우 핀에 작용되는 전단응력은 약 몇 MPa인가? (단, 핀의 직경은 1cm이다.)
6. 지름이 60mm인 연강축이 있다. 이 축의 허용전단응력은 40MPa이며 단위 길이 1m당 허용회전각도는 1.5°이다. 연강의 전단 탄성계수를 80GPa이라 할 때 이 축의 최대 허용 토크는 약 몇 N·m인가?
7. 평면 응력 상태에서 ε_x=-150×10^-6, ε_y=-280×10^-6, γ_xy=850×10^-6일 때, 최대주 변형률(ε₁)과 최소주변형률(ε₂)은 각각 약 얼마인가?
8. 지름 3cm인 강축이 26.5rev/s의 각속도로 26.5kW의 동력을 전달하고 있다. 이 축에 발생하는 최대 전단응력은 약 몇 MPa인가?
9. 폭 3cm, 높이 4cm의 직사각형 단면을 갖는 외팔보가 자유단에 그림에서와 같이 집중하중을 받을 때 보 속에 발생하는 최대전단응력은 몇 N/cm 인가?
10. 그림과 같은 보에서 발생하는 최대굽힘 모멘트는 몇 kN·m인가?
11. 그림과 같은 외팔보에 대한 전단력 선도로 옳은 것은? (단, 아랫방향을 양(+)으로 본다.)
12. 보의 자중을 무시할 때 그림과 같이 자유단 C에 집중하중 2P가 작용할 때 B점에서 처짐 곡선의 기울기각은? (단, 세로탄성계수를 E, 단면 2차 모멘트를 I라고 한다.)
13. 원형 단면축이 비틀림을 받을 때, 그 속에 저장되는 탄성 변형에너지 U는 얼마인가? (단, T : 토크, L : 길이, G : 가로탄성계수, I_P : 극관성모멘트, I : 관성모멘트, E : 세로 탄성계수이다.)
14. 그림에 표시한 단순 지지보에서의 최대 처짐량은? (단, 보의 굽힘 강성은 EI이고, 자중은 무시한다.)
15. 원통형 압력용기에 내압 P가 작용할 때, 원통부에 발생하는 축 방향의 변형률 ε_x및 원주 방향 변형률 ε_y는? (단, 강판의 두께 t는 원통의 지름 D에 비하여 충분히 작고, 강판 재료의 탄성계수 및 포아송 비는 각각 E, v이다.)
16. 그림에서 784.8N과 평형을 유지하기 위한 힘 F₁과 F₂는?
17. 최대 사용강도 400MPa의 연강봉에 30kN의 축방향의 인장하중이 가해질 경우 강봉의 최소지름은 몇 cm까지 가능한가? (단, 안전율은 5이다.)
18. 지름이 0.1m이고 길이가 15m인 양단힌지인 원형강 장주의 좌굴임계하중은 약 몇 kN인가? (단, 장주의 탄성계수는 200GPa이다.)
19. 그림과 같이 길이가 동일한 2개의 기둥 상단에 중심 압축 하중 2500N이 작용할 경우 전체 수축량은 약 몇 mm 인가? (단 단면적 A₁=1000mm², A₂=2000mm², 길이 L=300mm, 재료의 탄성계수 E=90GPa이다.)
20. 그림과 같이 전길이에 걸쳐 균일 분포하중 ω를 받는 보에서 최대처짐 δ_max를 나타내는 식은? (단, 보의 굽힘 강성계수는 EI이다.)

2 과목 : 기계제작법

21. 너트를 조정하여 점접촉이 이루어지므로 마찰이 적고 백래쉬를 “0”에 가깝게 할 수 있는 나사는?
22. 가공물, 미디어(media), 가공액 등을 통속에 혼합하여 회전시킴으로써 깨끗한 가공면을 얻을 수 있는 특수 가공법은?
23. 프로젝션 용접(projection welding)의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?
24. 지그의 종류 중 공작물의 전체 면이 지그로 둘러싸인 것으로써 공작물을 한번 고정한 후 지그를 회전시키면서 전면을 가공할 수 있는 것은?
25. 방전가공에 사용되는 가공액 중 절연유로 사용할 수 없는 것은?
26. 주조에서 탕구계의 기능이 아닌 것은?
27. 다음 용접 결함의 검사 방법 중 파괴검사에 속하는 것은?
28. 다음 중 밀링머신의 부속장치가 아닌 것은?
29. 재료를 재결정온도 이상에서 가공하는 열간가공의 특징으로 틀린 것은?
30. 금속의 표면을 경화시키기 위한 물리적인 표면 경화법은?
31. 마찰용접의 특징으로 옳지 않은 것은?
32. 절삭공구의 여유각이 작아 측면과 공작물과의 마찰에 의해 발생되는 마모는?
33. 주철과 같이 취성이 큰 재질의 공작물을 절삭할 때 발생하기 쉬운 칩의 형태는?
34. 선반에서 지름 100mm의 탄소강재를 회전수 200rpm, 이송속도 0.25mm/rev, 길이 50mm를 1회 가공할 때 소요되는 시간은 몇 분인가?
35. 프레스작업에서 전단가공의 종류가 아닌 것은?
36. 주입 중량이 256kg이고 주물의 살 두께가 56mm인 경우에 소요되는 주입시간은 약 몇 초인가? (단, 주물 살 두께 계수 S=4.45이다.)
37. 용접재를 강하게 맞대어 대전류를 통하게 하면 이음부 부근의 접촉 저항열에 의해 용접부가 적당한 온도에 도달한다. 이 때 축방향으로 큰 압력을 주어 용접하는 방법은?
38. 광유에 비눗물을 첨가한 것으로 원액과 물을 혼합하여 냉각과 윤활성이 좋고 값이 저렴하여 널리 사용되는 절삭유는?
39. 방전가공용 전극재료의 구비조건으로 틀린 것은?
40. 머시닝센터에서 로터리 테이블을 추가할 때 그 상부의 팰릿을 자동으로 교환시켜 기계정지 시간을 단축시킬 수 있는 장치는?

3 과목 : 기계설계 및 기계재료

41. 회전수가 1500rpm, 베어링 하중이 2500N, 기본 동정격하중이 35000N인 롤러 베어링의 수명은 약 몇 시간인가?
42. 핀(pin)이 주로 사용되는 용도에 해당하지 않는 것은?
43. 코일 스프링에서 축방향 작용하중을 P, 코일의 유효지름을 D, 소선의 지름을 d, Wahl의 응력수정계수를 K라 할 때 최대전단응력 τ_max 를 구하는 식으로 옳은 것은?
44. V-벨트 전동장치에서 벨트의 마찰계수 μ, V 홈의 각도는 2α라고 할 때, 벨트의 유효마찰계수 μ′를 구하는 식으로 옳은 것은?
45. 용접이음의 일반적인 장·단점에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
46. 단식 블록 브레이크에서 드럼의 원주속도는 8m/s, 제동 동력은 1.9kW일 때, 브레이크 용량(μpv, MPa·m/s)은? (단, 블록의 마찰면적은 50cm²이고, 마찰계수는 0.3이다.)
47. 벨트방식의 무단변속기에서 구동축의 회전수 2400rpm, 토크 150N·m이고 벨트 구동 풀리의 반지름은 60mm이다. 여기서 피동 풀리의 반지름이 180mm라고 할 때 피동축에서의 회전수(N)와 토크(T)는?
48. 모듈이 3인 인벌류트 치형의 표준 스퍼기어에서 이 뿌리 틈새를 0.25×모듈(m)으로 할 때 총 이 높이는 몇 mm인가?
49. 그림과 같이 탄성체인 볼트, 너트, 와셔, 두 평판이 체결되어 있다. 두 평판은 동일 재질로서 이들 스프링 상수는 K이며, 볼트의 스프링 상수는 K_b라고 할 때 K=8K_b가 성립한다. 볼트의 초기 체결력이 5000N, 두 평판 사이에 걸리는 외부하중(P)이 9000N이고 볼트의 단면에서의 허용인장응력이 70MPa일 때, 볼트의 최소 골지름은 약 몇 mm인가? (단, 와셔의 영향은 무시한다.)
50. 역류를 방지하고 유체를 한쪽 방향으로만 흐르게 하는 밸브는?
51. 표점거리가 100mm, 시험편의 평행부 지름이 14mm인 시험편을 최대하중 6400kgf로 인장한 후 표점거리가 120mm로 변화 되었을 때 인장강도는 약 몇 kgf/mm²인가?
52. 상온에서 순철의 결정격자는?
53. 탄소함유량이 0.8%가 넘는 고탄소강의 담금질 온도로 가장 적당한 것은?
54. 다음은 일반적으로 수지에 나타나는 배향 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?
55. 금속침투법 중 Zn을 강 표면에 침투 확산시키는 표면처리법은?
56. 다음 합금 중 베어링용 합금이 아닌 것은?
57. 다음 그림과 같은 상태도의 명칭은?
58. 황(S) 성분이 적은 선철을 용해로에서 용해한 후 주형에 주입 전 Mg, Ca 등을 첨가시켜 흑연을 구상화한 주철은?
59. 금속나트륨 또는 플루오르화 알칼리 등의 첨가에 의해 조직이 미세화 되어 기계적 성질의 개선 및 가공성이 증대되는 합금은?
60. 영구 자석강이 갖추어야 할 조건으로 가장 적당한 것은?

4 과목 : 기구학 및 CAD

61. CAD 시스템에 의하여 수행되어지는 설계와 관련된 업무가 아닌 것은?
62. 다음 중 특징형상 모델링(feature-based modeling)에 대한 설명으로 거리가 먼 것은?
63. 다음 중 RP(쾌속조형장치)에 관한 설명으로 가장 옳은 것은?
64. 다음은 경도(u)와 위도(v)를 매개변수로 한 지구표면의 곡면식이다. 이와 관련된 설명 중 틀린 것은?
r(u,v) = (Rcosucosv, Rsinucosv, Rsinv)
65. 다음 형상 모델링에 대한 설명 중 틀린 것은?
66. 다음 중 컴퓨터 그래픽에서 3차원 공간 위의 한 점을 정의하는 기본적인 3차원 좌표계가 아닌 것은?
67. 다음 중 직사각형을 평행사변형으로 만들려고 할 때 사용되는 변환은?
68. 다음 은선, 은면 제거 알고리즘에 대한 설명 중 옳은 것은?
69. 다음 중 Bezier 곡선에 해당하지 않는 사항은?
70. 의료용 영상자료를 3차원으로 모델링하기 위해서 자주 사용되는 방법으로서 일정한 간격의 부피를 차지하는 기본적인 입체요소들의 집합으로 임의의 형상을 표현하는 형상모델을 지칭하는 용어는?
71. 다음 그림에서 OP가 정지상태에서 출발하여 O를 중심으로 하여 각 가속도 10rad/s2으로 화살표 방향으로 회전했을 때, 0.6초 후의 P점의 속도(v′)는 약 몇 cm/s인가? (단, 의 길이는 20cm이다.)
72. 마찰차에서 운전 중에 운전자가 원하는 대로 속도비를 변경할 수 있는 무단변속기구가 아닌 것은?
73. 잇수 Z개, 피치가 pmm인 체인 스프로킷이 nrpm으로 회전할 때 체인의 평균속도(v, m/s)를 구하는 식은?
74. 그림과 같은 링크 구조의 자유도는 얼마인가?
75. 연쇄의 종류 중 연쇄를 구성하는 1개의 링크에 운동을 주면 다른 링크는 모두 제한된 일정한 운동만을 하는 연쇄는?
76. 캠 설계를 잘못했을 때 나타나는 경우 중 변위 함수의 차수를 작게 할 경우 가속도 함수가 무한대로 나타날 수가 있다. 이 때 무한대로 나타난 함수를 무엇이라고 하는가?
77. 압력 각이 20°인 표준 스퍼 기어에서 언더컷을 일으키지 않는 이론 한계 잇수는 몇 개 인가?
78. 다음 전동용 기계요소 중 가장 정확한 속도비를 얻을 수 있는 전동방식은?
79. 직선운동기구에는 크게 엄밀직선운동기구(exact straight line motion mechanism)와 근사직선운동기구(approximate straight line motion mechanism)로 나눌 수 있는데 다음 중 엄밀직선운동기구에 속하는 것은?
80. 지름 2m의 바퀴가 130rpm으로 회전할 때, 각속도(w) 및 원주 속도(v)는 약 얼마인가?

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