기계설계기사 기출문제 2회 (2021.05.15)

자격시험 기사 기계설계기사category

기계설계기사 기출문제 2021년 2회 (2021.05.15)

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. 직사각형 단면의 단주에 150 kN 하중이 중심에서 1m만큼 편심되어 작용할 때 이 부재 AC에서 생기는 최대 인장응력은 몇 kPa 인가?

①	25
②	50
③	87.5
④	100

2. 그림과 같이 균일분포 하중을 받는 외팔보에 대해 굽힘에 의한 탄성변형에너지는? (단, 굽힘강성 EI는 일정하다.)

①
②
③
④

3. 지름 50mm인 중실축 ABC가 A에서 모터에 의해 구동된다. 모터는 600rpm으로 50kW의 동력을 전달한다. 기계를 구동하기 위해서 기어 B는 35kW, 기어 C는 15kW를 필요로 한다. 축 ABC에 발생하는 최대 전단응력은 몇 MPa 인가?

①	9.73
②	22.7
③	32.4
④	64.8

4. 그림과 같이 평면응력 조건하에 최대 주응력은 몇 kPa 인가? (단, σ_x= 400kPa, σ_y= -400kPa, τ_xy= 300kPa 이다.)
5. 지름 200mm인 축이 120rpm으로 회전하고 있다. 2m 떨어진 두 단면에서 측정한 비틀림 각이 1/15 rad 이었다면 이 축에 작용하고 있는 비틀림 모멘트는 약 몇 kN·m인가? (단, 가로탄성계수는 80 GPa 이다.)
6. 단면적이 5cm², 길이가 60cm인 연강봉을 천장에 매달고 30℃에서 0℃로 냉각시킬 때 길이의 변화를 없게 하려면 봉의 끝에 몇 kN의 추를 달아야 하는가? (단, 세로탄성계수 200GPa, 열팽창계수 a=12×10^-6/℃ 이고, 봉의 자중은 무시한다.)
7. 전체 길이에 걸쳐서 균일 분포하중 200N/m가 작용하는 단순 지지보의 최대 굽힘응력은 몇 MPa 인가? (단, 폭×높이 = 3cm×4cm인 직사각형 단면이고, 보의 길이는 2m 이다. 또한 보의 지점은 양 끝단에 있다.)
8. 그림과 같은 단면에서 가로방향 도심축에 대한 단면 2차모멘트는 약 몇 mm⁴인가?
9. 그림과 같은 단순보의 중앙점(C)에서 굽힘모멘트는?
10. 다음 보에 발생하는 최대 굽힘 모멘트는?
11. 반경 r, 내압 P, 두께 t인 얇은 원통형 압력용기의 면내에서 발생되는 최대 전단응력(2차원 응력 상태에서의 최대 전단응력)의 크기는?
12. 그림과 같이 전체 길이가 3L인 외팔보에 하중 P가 B점과 C점에 작요알 때 자유단 B에서의 처짐량은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)
13. 그림과 같이 길이가 2L인 양단고정보의 중앙에 집중하중이 아래로 가해지고 있다. 이때 중앙에서 모멘트 M이 발생하였다면 이 집중하중(P)의 크기는 어떻게 표현되는가?
14. 그림과 같이 직사각형 단면의 목재 외팔보에 집중하중 P가 C점에 작용하고 있다. 목재의 허용압축응력을 8MPa, 끝단 B점에서의 허용 처짐량을 23.9mm라고 할 때 허용압축응력과 허용 처짐량을 모두 고려하여 이 목재에 가할 수 있는 집중하중 P의 최대값은 약 몇 kN인가? (단, 목재의 세로탄성계수는 12GPa, 단면2차모멘트는 1022×10^-6m⁴, 단면계수는 4.601×10^-3m³이다.)
15. 길이 15m, 봉의 지름 10mm인 강봉에 P = 8 kN을 작용시킬 때 이 봉의 길이방향 변형량은 약 몇 mm인가? (단, 이 재료의 세로탄성계수는 210 GPa 이다.)
16. 바깥지름이 46mm인 속이 빈 축이 120kW의 동력을 전달하는데 이 때의 각속도는 40rev/s 이다. 이 축의 허용비틀림응력이 80 MPa 일 때, 안지름은 약 몇 mm 이하이어야 하는가?
17. 알루미늄봉이 그림과 같이 축하중 받고 있다. BC간에 작용하고 있는 하중의 크기는?
18. 다음과 같이 3개의 링크를 핀을 이용하여 연결하였다. 2000N의 하중 P가 작용할 경우 핀에 작용되는 전단응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 핀의 지름은 1cm 이다.)
19. 5cm×4cm 블록이 x축을 따라 0.05cm 만큼 인장되었다. y방향으로 수축되는 변형률(ε_y)은? (단, 포아송 비(ν)는 0.3 이다.)
20. 허용인장강도가 400MPa 인 연강봉에 30 kN의 축방향 인장하중이 가해질 경우 이 강봉의 지름은 약 몇 cm 인가? (단, 안전율은 5 이다.)

2 과목 : 기계제작법

21. 다음 용접 중 모재의 용접부에 용제 공급관을 통하여 입상의 용제를 쌓아놓고 그 속에 와이어전극을 송급하면 모재사이에서 아크가 발생하며 이 열에 의하여 와이어 자체가 용융되어 접합되는 용접은?
22. 선반에서 절삭비(cutting ratio, γ)의 표현식으로 옳은 것은? (단, ø는 전단각, α는 공구 윗면 경사각이다.)
23. 주철, 주강제의 작은 볼(ball)을 고속으로 가공물의 표면에 분사하여 표면을 매끄럽게 하며 동시에 얇은 경화층을 얻어 피로강도나 기계적 성질을 향상시키는 가공 방법은?
24. 센터리스 연삭기에 사용하는 부품이 아닌 것은?
25. 입도가 작고 연한 숫돌을 작은 압력으로 가공물 표면에 가압하면서 가공물에 이송을 주고, 숫돌을 좌우로 진동시키면서 가공하는 방법은?
26. 다음 중 항온 열처리의 종류로 가장 거리가 먼 것은?
27. 절삭유제를 사용하는 목적이 아닌 것은?
28. 방전가공용 전극재료의 구비조건으로 틀린 것은?
29. 다음 중 다이캐스팅에 관한 설명으로 틀린 것은?
30. 절삭공구 재료 중 다이아몬드의 일반적인 특성에 대한 설명 중 틀린 것은?
31. 다음 중 불활성가스 아크용접에 사용되는 가스가 아닌 것은?
32. 램(ram)에 설치된 바이트를 왕복 운동시켜 비교적 소형 공작물의 평면이나 홈 드을 절삭하는 기계는?
33. 이미 치수를 알고 있는 표준 값과의 편차를 구하여 치수를 알아내는 측정방법은?
34. 주물표면에 금속편을 붙여 급랭하면 표면의 경도가 증가되어 내마모성과 내압성을 향상시킨 주조는?
35. 측정기의 구조상에서 일어나는 오차로서 눈금 또는 피치의 불균일이나 마찰, 측정압 등의 변화 등에 의해 발생하는 오차는?
36. 냉간가공과 비교하여 열간가공의 특징으로 틀린 것은?
37. 연삭 중 숫돌의 떨림 현상이 발생하는 원인으로 가장 거리가 먼 것은?
38. 원주를 35등분 분할하려고 할 때 사용해야 할 분할판의 구멍수는? (단, 밀링작업에서 브라운 샤프형을 사용한다.)
39. 알루미늄, 구리 등의 재료를 컨테이너에 넣고 강력한 압축력을 주면 다이오리피스(die orifice)를 통과하여 원하는 제품으로 가공하는 방법은?
40. 볼트, 스크루, 리벳 등의 머리 부분을 제작하는데 사용되는 단조법은?

3 과목 : 기계설계 및 기계재료

41. 코일 스프링에서 코일의 지름이 30mm, 코일 소선의 지름이 6mm, 유효감김수는 8.5이고, 허용전단응력이 600 MPa 일 때 받을 수 있는 최대하중(N)은? (단, 왈의 응력수정계수는 1로 한다.)
42. 평 벨트 전동에 비하여 V벨트 전동의 특징에 관한 설명으로 틀린 것은?
43. 유체 커플링의 입력축 회전수(N₁)는 1500rpm, 출력추의 회전수(N₂)는 1460rpm 일 때, 이 커플링의 효율(%)은 얼마인가?
44. 볼 베어링의 기본 동정격하중은 어떻게 정의되는가?
45. 접촉면의 바깥지름 150mm, 안지름 140mm, 폭 35mm의 외접 원추 클러치에서 회전수 600rpm 으로 동력을 전달하고자 한다. 접촉면 압력이 0.3MPa 이하가 되도록 사용한다면 최대 몇 kW 의 동력을 전달할 수 있는가? (단, 접촉부 마찰계수는 0.2 이다.)
46. 주철제 벨트 풀리가 지름 40mm의 연강축에 폭은 10mm, 높이는 8mm인 묻힘키로 조립되어 있다. 축의 회전속도를 120rpm으로 7.5kW 의 동력을 전달하고자 할 때 키의 길이는 약 몇 mm 이상으로 해야 하는가? (단, 키의 허용전단응력은 110 N/mm²이고, 허용전단응력만을 고려한다.)
47. 그림과 같은 양쪽 옆면 필릿 용접에서 오른쪽으로 P의 하중이 작용하고 있다. 용접부 목걸이를 h라고 할 때 용접부에 작용하는 전단응력(τ) 식으로 옳은 것은?
48. 유효지름이 32.5mm인 표준 4각나사로 이루어진 너트가 있다. 이 너트에 축방향으로 15kN의 질량을 가진 물체를 지탱하고자 할 때 너트 높이는 약 몇 mm 이상이어야 하는가? (단, 나사산의 허용 접촉면 압력은 10MPa, 나사산의 높이는 2.5mm, 피치는 5mm이고, 나사의 접촉부 마찰계수는 0.1 이다.)
49. 다음 브레이크의 종류 중 마찰력을 이용하는 브레이크에 해당하지 않는 것은?
50. 평기어에서 압력각을 증가시킬 때 나타나는 현상을 설명한 것으로 옳지 않은 것은?
51. 금속을 냉간 가공하였을 때의 기계적·물리적 성질의 변화에 대한 설명으로 틀린 것은?
52. 강을 담금질하면 경도가 크고 메지므로, 인성을 부여하기 위하여 A₁변태점 이하의 온도에서 일정 시간 유지하였다가 냉각하는 열처리 방법은?
53. 그림과 같은 항온 열처리하여 마텐자이트와 베이나이트의 혼합조직을 얻는 열처리는?
54. 열경화성 수지나 충전 강화수지(FRTP)등에 사용되는 것으로 내열성, 내마모성, 내식성이 필요한 열간 금형용 재료는?
55. 라우탈(Lautal) 합금의 주성분으로 옳은 것은?
56. 구리판, 알루미늄판 등 기타 연성의 판재를 가압 성형하여 변형 능력을 시험하는 시험법은?
57. Fe-C 평형상태도에 대한 설명으로 틀린 것은?
58. 켈밋 합금(Kelmet alloy)의 주요 성분으로 옳은 것은?
59. 탄소강에 함유된 인(P)의 영향을 옳게 설명한 것은?
60. 스테인리스강의 조직계에 해당되지 않는 것은?

4 과목 : 기구학 및 CAD

61. CSG방식의 모델러에서 제공되는 모델링 기능만으로 짝지어진 것은?
62. 다음 형상 모델링 시스템 중 3차원적인 형상을 공간상의 선으로 표시하는 가장 간단한 형태의 형상 모델링 시스템은?
63. 솔리드모델링 시스템에서 구멍, 포켓, 모따기, 필릿, 슬롯 등과 같이 모델링의 단위로서 공학적 의미를 담고 있는 것은?
64. 3차원 공간상에 있는 임의 점의 동차 좌표값(x, y, z, 1)을 y축 기준으로 θ각도만큼 회전 시키고자 한다. 다음 회전변환 행렬에서 T_ry로 옳은 것은?
65. CAD 관련 도구들에 대한 설명으로 가장 거리가 먼 것은?
66. 직교좌표계(x, y, z)에서 으로 표현되는 단위 구의 방정식을 매개변수 u, v를 이용 P(u, v) = (cos u cos v, sin u cos v, sin v)의 매개변수식으로 다시 표현하였다면, u, v의 적절한 범위는?
67. 원점이 중심이가 장축이 x 축이고 그 길이가 a, 단축이 y축이고 그 길이가 b인 타원을 표현하는 매개변수식은?
68. 다음 설명에 해당되는 디스플레이 방식은?

투과된 빛을 반사시키거나 이동시킨다는 개념의 디스플레이로 빛을 편광시키는 특성을 가진 유기화합물을 이용하여 투과된 빛의 특성을 수정하는 방식을 사용한다.
69. 컴퓨터 그래픽에서 컬러를 표현하기 위해 사용되는 세 가지 색깔이 아닌 것은?
70. 은선이나 은면을 제거하기 위해 사용되는 후면 제거(back-face) 알고리즘에서 눈에 보이지 않는 면에 해당하는 판단식은? (단, M은 면 위의 점으로부터 관찰자 방향의 벡터이고 N은 면 위의 법선 벡터이다.)
71. 다음 중 체인전동에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
72. 그림과 같이 5개의 링크로 평면운동을 하는 링크 기구의 자유도는 몇 개인가?
73. 바로걸기 평벨트 전동장치에서 풀리의 지름은 각각 D1, D2이고, 두 축간 거리가 C일 경우 벨트 전동장치에 사용되는 벨트 길이 L에 대한 식은? (단, D₂>= D₁이다.)
74. 다음 중 낮은 짝(또는 저차대우, lower pair)이 아닌 것은?
75. 캠의 윤곽곡선을 결정하는 요인으로 거리가 먼 것은?
76. 모듈이 20이고 잇수가 각각 15개, 20개인 한 쌍의 외접하는 평기어가 있다. 두 기어 간의 축간 거리는 약 몇 mm 인가?
77. 마찰자에서 운전 중 운전자가 원하는 대로 속도비를 변경할 수 있는 무단변속기구가 아닌 것은?
78. 두 축의 연장선이 서로 교차하는 기어는?
79. 지름 30cm인 디스크가 회전수 500rpm으로 회전하고 있을 때, 이 디스크의 원주속도(v)와 각속도(w)는 약 얼마인가?
80. 연쇄를 구성하는 1개의 링크에 운동을 주면 나머지 링크들은 일정한 운동을 하는 연쇄는?

ㆍ해당 자격증 혹은 기출문제에 대한 의견을 공유하실 수 있습니다.

자격시험 기사 닫기