기계설계기사 기출문제 2회 (2019.04.27)

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기계설계기사 기출문제 2019년 2회 (2019.04.27)

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. 원형축(바깥지름 d)을 재질이 같은 속이 빈 원형축(바깥지름 d, 안지름 d/2)으로 교체하였을 경우 받을 수 있는 비틀림 모멘트는 몇 %감소하는가?

①	6.25
②	8.25
③	25.6
④	52.6

2. 단면 20cm×30cm, 길이 6m의 목재로 된 단순보의 중앙에 20kN의 집중하중이 작용할 때, 최대 처짐은 약 몇 cm인가? (단, 세로탄성계수 E=10GPa이다.)

①	1.0
②	1.5
③	2.0
④	2.5

3. 직육면체가 일반적인 3축 응력 σ_x, σ_y, σ_z를 받고 있을 때 체적 변형률 εu는 대략 어떻게 표현되는가?:

①
②
③
④

4. 포아송의 비 0.3, 길이 3m인 원형단면의 막대에 축방향의 하중이 가해진다. 이 막대의 표면에 원주방향으로 부착된 스트레인 게이지가 -1.5×10^-4의 변형률을 나타낼 때, 이 막대의 길이 변화로 옳은 것은?
5. 다음과 같이 길이 L인 일단고정, 타단지지보에 등분포 하중 ω가 작용할 때, 고정단 A로 부터 전단력이 0이 되는 거리(X)는 얼마인가?
6. 단면적이 7cm²이고, 길이가 10cm인 황봉의 온도를 10℃ 올렸더니 길이가 1mm 증가했다. 이 환봉의 열팽창계수는?
7. 지름 4cm, 길이 3m인 선형 탄성 원형 축이 800rpm으로 3.6kW를 전달할 때 비틀림 각은 약 몇 도(°)인가? (단, 전단 탄성계수는 84GPa이다.)
8. 그림과 같은 형태로 분포하중을 받고 있는 단순지지보가 있다. 지지점 A에서의 반력 R_A은 얼마인가? (단, 분포하중 이다.)
9. 다음과 같은 단면에 대한 2차 모멘트 I_x는 약 몇 mm⁴인가?
10. 안지름이 80mm, 바깥지름이 90mm이고 길이가 3m인 좌굴 하중을 받는 파이프 압축부재의 세장비는 얼마 정도인가?
11. 끝이 닫혀있는 얇은 벽의 둥근 원통형 압력용기에 내압 p가 작용한다. 용기의 벽의 안쪽 표면 응력상태에서 일어나는 절대 최대전단응력을 구하면? (단, 탱크의 반경=r, 벽 두께=t이다.)
12. 그림에서 C점에서 작용하는 굽힘모멘트는 몇 Nㆍm인가?
13. 그림과 같은 평면 응력 상태에서 최대 주응력은 약 몇 MPa인가? (단, σ_x=500MPa, σ_y=-300MPa, t_xy=-300MPa이다.)
14. 그림과 같은 구조물에서 점 A에 하중 P=50kN이 작용하고 A점에서 오른편으로 F=10kN이 작용할 때 평형위치의 변위 x는 몇 cm인가? (단, 스프링탄성계수(k)=5kN/cm이다.)
15. 강재 종공축이 25kNㆍm의 토크를 전달한다. 중공축의 길이가 3m이고, 이 때 축에 발생하는 최대전단응력이 90MPa이며, 축에 발생된 비틀림각이 2.5°라고 할 때 축의 외경과 내경을 구하면 각각 약 몇 mm인가? (단, 축의 전단탄성계수는 85GPa이다.)
16. 길이 3m의 직사각형 단면 b×h=5cm×10cm을 가진 외팔보에 w의 균일분포하중이 작용하여 최대굽힘응력 5600N/cm²이 발생할 때, 최대전단응력은 약 몇 N/cm²인가?
17. 다음 그림과 같이 C점에 집중하중 P가 작용하고 있는 외팔보의 자유단에서 경사각 θ를 구하는 식은? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)
18. 지름 30mm의 환봉 시험편에서 표점거리를 10mm로 하고 스트레인 게이지를 부착하여 신장을 측정한 결과 인장하중 25kN에서 신장 0.0418mm가 측정되었다. 이 때의 지름은 29.97mm이었다. 이 재료의 포아송비(u)는?
19. 그림과 같이 한쪽 끝을 지지하고 다른 쪽을 고정한 보가 있다. 보의 단면은 직경 10cm의 원형이고 보의 길이는 L이며, 보의 중앙에 2094N의 집중하중 P가 작용하고 있다. 이 때 보에 작용하는 최대굽힘응력이 8MPa라고 한다면, 보의 길이 L은 약 몇 m인가?
20. 두께 10mm의 강판에 지름 23mm의 구멍을 만드는데 필요한 하중은 약 몇 kN인가? (단, 강판의 전단응력 τ=750MPa이다.)

2 과목 : 기계제작법

21. CNC 프로그래밍에서 기능과 주소(address)의 연결이 잘못 짝지어진 것은?
22. 표면경화법 중 질화법의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?
23. 다음 중 전해액 안에서 공작물을 양극으로 하고 구리, 아연 등을 음극으로 하여 전류를 통함으로서 소재의 경면작업이 가능한 가공방법은?
24. 주조에서 원형제작 시 고려사항으로서 얇은 판재로 제작된 목형은 변형이 쉽고 용융금속의 응고 시 내부 응력에 의한 변형 및 균열을 초래할 수 있는데 이를 방지하기 위한 목적으로 옳은 것은?
25. 다음 드로잉(drawing) 가공에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
26. 센터리스 연삭(centerless grinding)의 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?
27. 롤러의 중심거리가 300mm의 사인바(sine bar)를 이용하여 측정한 결과 각도가 24°이었다. 사인바 양단의 게이지 블록 높이 차는 약 몇 mm인가?
28. 강판에 M10×1.5의 탭(tap)을 가공하려면 구멍을 몇 mm 가공해야 하는가?
29. 다음 중 항온 열처리의 종류로 가장 거리가 먼 것은?
30. 다음 굽힘 가공 시 스프링 백 변화에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
31. 마이크로미터 나사의 피치가 0.5mm이고 딤블의 원주눈금이 50등분으로 나누어져 있다. 딤블을 두 눈금 움직였다면 스핀들의 이동 거리는 몇 mm인가?
32. 주물사의 주된 성분으로 틀린 것은?
33. 거친 원통의 내면 및 외면을 강구(steel ball)나 롤러로 눌러 매끈한 면으로 다듬질하는 일종의 소성가공으로 옳은 것은?
34. 다음 중 연삭 숫돌의 3요소는?
35. 구성인선(built-up edge)의 방지대책으로 틀린 것은?
36. 래핑(lappung)의 특징으로 틀린 것은?
37. 절삭가공 시 유동형 칩이 발생하는 조건으로 옳지 않은 것은?
38. 용접 공급관을 통하여 입상의 용제를 쌓아놓고 그 속에 송급되는 와이어와 모재를 용융시켜 접합되는 용접방법은?
39. 다음 중 초음파 가공의 특징으로 가장 거리가 먼 것은?
40. 아세틸렌 가스의 자연발화 온도는 몇 ℃인가?

3 과목 : 기계설계 및 기계재료

41. 기어에 있어서 사이클로이드(cycloid) 치형의 일반적인 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?
42. 구름 베어링에서 기본 동적경하중(basic dynamic load rating)의 의미는?
43. 일반적인 평 벨트 전동장치에서 전달동력을 높이기 위한 방법으로 틀린 것은?
44. 코일 스프링에서 스프링 코일의 평균지름을 1.5배, 소선의 지름 역시 1.5배로 크게 하면 같은 축방향 하중에 의해 선재에 생기는 최대전단응력은 변경 전의 최대전단응력(τ_max)의 약 몇 배로 되는가? (단, 응력수정계수는 변하지 않는다고 가정한다.)
45. 나사산과 골의 반지름이 같은 원호로 이은 모양을 하고 있으며, 전구의 결합부와 같이 박판의 원통을 전조하여 만드는 것 등에 사용되는 나사는?
46. 원판 모양의 밸브 디스크가 회전하면서 관을 개폐하여서 유량을 조절하며, 스로틀 밸브(throttle valve)라고도 부르는 것은?
47. 1줄 겹치기 리넷이음에서 리벳의 효율을 나타내는 식은? (단, p:피치, d:리벳 지름, τ:리벳의 전단응력, σ:판의 인장응력, t:판의 두께이다.)
48. 지름이 d인 축에 조립한 묻힘 키에 작용하는 최대 토크를 키의 측면의 압축저항으로 받는다면 필요한 키의 측면적은? (단, 키 홈의 깊이는 키 높이의 1/2이고, 키에 작용하는 압축응력을 σ_c, 축에 작용하는 전단응력을 τ라고 할 때, σ_c=2.5τ이다.)
49. 축 방향의 인장력이나 압축력을 전달하는 데 가장 적합한 축 이음은?
50. 그림과 같은 블록 브레이크에서 드럼축이 우회전 할 때와 좌회전 할 때의 제동을 비교해보고자 한다. 우회전할 때 레버 끝단에 가해지는 힘을 F1이라고 하고, 좌회전할 때 레버끝단에 가해지는 힘을 F2라고 할 때 두 경우에 대하여 제동토크가 동일하기 위해서는 F1/F2의 값은 약 얼마이어야 하는가? (단, 그림에서 a=3b=3D이며, 레버 힌지점과 블록 접촉부는 동일한 높이에 있다.)
51. 열경화성 수지에 해당되는 것은?
52. 다음 중 비중이 가장 작고, 항공기 부품이나 전자 및 전기용 제품의 케이스 용도로 사용되고 있는 합금 재료는?
53. 칼로라이징은 어떤 원소를 금속표면에 확산 침투시키는 방법인가?
54. 구리(Cu) 합금에 대한 설명 중 옳은 것은?
55. 다음 중 반발을 이용하여 경도를 측정하는 시험법은?
56. Fe-C 평형상태도에서 온도가 가장 낮은 것은?
57. 면심입장격자(FCC)의 단위격자 내에 원자 수는 몇 개인가?
58. 합금주철에서 특수합금 원소의 영향을 설명한 것 중 틀린 것은?
59. 강의 열처리 방법 중 표면경화법에 해당하는 것은?
60. 다음의 조직 중 경도가 가장 높은 것은?

4 과목 : 기구학 및 CAD

61. 형상모델링에서 기본입체(primitive)의 조합을 이용하여 복잡한 형상을 표현하는 기능과 관계있는 기능은?
62. CAD 모델의 기하학적 형상 정보에 직접적인 영향을 미치는 것은?
63. 피쳐기반(feature based) 모델링 방식의 특징으로 틀린 것은?
64. 네 점 P₀, P₁, P₂, P₃을 조정점으로 하는 3차 Bezier 곡선의 P₃에서의 집선벡터를 조정점의 함수로 표현한 결과로 옳은 것은?
65. 복잡한 물체를 시각적으로 보다 쉽게 사용자가 인식할 수 있도록 하기 위한 알고리즘이 아닌 것은?
66. 3차원 와이어 프레임으로 나타낸 CAD 모델에 관한 설명 중 틀린 것은?
67. 제품의 기획에서 폐기까지 제품 수명 주기동안 제품정보를 생성, 관리, 배포 및 활용될 수 있도록 일관성 있게 지원하는 기업의 비즈니스 솔루션을 무엇이라 하는가?
68. 작업장에 놓인 여러 대의 가공기계를 동시에 제어하여 생산성을 높이고자 한다. 다음 중 이를 위해 가장 적합한 생산시스템은?
69. 그래픽 장치의 하드웨어 구성에 대한 설명으로 틀린 것은?
70. 시각 좌표계(viewing coordinate system)를 정의하기 위해 지정해야할 값이 아닌 것은?
71. 그림과 같은 왕복 슬라이더 크랭크 기구에서 C1점으로부터 슬라이더 중심점까지의 거리(x)를 크랭크의 회전각(θ)에 관한 식으로 옳게 나타낸 것은? (단, C1은 슬라이더가 크랭크의 회전중심점(A)으로부터 가장 멀리 있을 때의 슬라이더 중심점이다.)
72. 어떤 기구가 정지 상태에서 일정한 가속도로 출발하여 1분 후에 100km/h의 속도가 되었다. 이 때 가속도의 크기는 약 몇 m/s²인가?
73. 다음 중 스퍼 기어와 비교할 때, 헬리컬 기어를 사용하여 큰 동력을 전달할 수 있는 이유로 가장 적합한 것은?
74. 그림과 같은 유성기어열에서 태양기어(1)를 시계방향으로 100rpm, 암을 시계방향ㅇ로 210rpm으로 회전시켰을 때 링기어(3)의 회전수와 방향은? (단, 태양기어(1)의 잇수는 40개, 유성기어(2)의 잇수는 20개, 링기어(3)의 잇수는 80개이다.)
75. 감지전동기구(wrapping driving mechanism) 중 축 사이의 거리가 가장 먼 경우에 사용하기 적합한 것은?
76. 운전 중에 속도비가 변화하는 마찰차가 아닌 것은?
77. 벨트 전동장치의 동력전달방식에 대한 설명으로 틀린 것은?
78. 캠의 종류를 크게 평면캠과 입체캠으로 분류할 때, 입체캠에 속하는 것은?
79. 간헐운동기구의 일종으로 래칫 휠에 2개의 폴이 각각 정지작용과 이송작용을 번갈아가면서 필요한 간헐운동을 확실히 이행하는 기구는?
80. 케네디의 정리(Kennedy's theorem)는 무엇을 표현한 것인가?

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