2023 단기완성 일반기계기사 필기 - 개정 12판

정영식,이치우 (지은이)세진북스

2023-02-20

일반기계기사 필기를 준비하는 학생들을 위해 산업인력관리공단의 새로운 출제기준에 맞게 집필한 수험서다. 총 8편으로 정리하였고 각 과목별 문제는 기사시험에 출제되었든 문제들로 구성하였다. 그리고 재료, 유체, 열역학은 각 장마다 반드시 알아야 될 부분은 출제 포커스로 표시를 하였다. 암기 과목 중 출제빈도가 높은 문제는 합격 키포인트로 표시를 하였다.

목차

Part 1 재료역학

제 01 장 하중, 응력, 변형률 26

1-1 재료역학의 기본적 가정 27

제 02 장 재료의 정역학 34

2-1 조합된 봉의 응력과 변형량 35

2-2 자중을 고려한 응력 및 변형량 36

2-3 온도 변화에 의한 응력 및 변형량 37

2-4 탄성에너지 38

2-5 충격에 의한 응력과 변형량 39

2-6 압력을 받는 얇은 원통에 나타나는 응력 40

2-7 얇은 회전체의 응력 41

제 03 장 Mohr's Circle 42

3-1 단순응력(simple stress) 43

3-2 2축 응력 45

3-3 조합응력(평면응력) 46

제 04 장 평면도형의 성질 49

4-1 관성 모멘트 50

4-2 평형 축 정리 55

4-3 삼각형의 단면2차 모멘트 56

제 05 장 비 틀 림 57

5-1 원형축의 비틀림 58

5-2 비틀림 각 59

5-3 비틀림 모멘트와 전달동력의 관계 59

제 06 장 보(Beam) 61

6-1 지점의 종류 62

6-2 보의 종류 62

6-3 보에 작용하는 하중의 종류 63

6-4 보의 반력 계산법 - 단순보의 반력계산하기 63

6-5 전단력 선도(Shearing Force Diagram, S.F.D)

굽힘 모멘트선도(Bending Moment Diagram, B.M.D) 64

6-6 외 팔 보 67

6-7 오른팔보 67

6-8 보에 우력이 발생할 때 67

6-9 돌 출 보 68

제 07 장 보속의 응력 70

7-1 보속의 굽힘 응력 71

7-2 굽힘모멘트에 의한 전단응력 72

7-3 재료의 조합응력 73

7-4 축경 설계 75

제 08 장 보의 처짐 76

8-1 처짐 곡선의 미분 방정식 78

8-2 면적 모멘트 법 83

8-3 중 첩 법 85

8-4 탄성 에너지법 85

8-5 우리들의 방법 86

제 09 장 부정정보 87

9-1 부정정보의 종류 및 해석 88

9-2 코일 스프링 90

9-3 판스프링 92

제 10 장 기 둥(column) 93

10-1 기둥의 종류 94

10-2 편심하중을 받는 단주 94

10-3 장주 95

[부록] 재료역학 공식 모음 97

Part 2 유체역학

제 01 장 유체의 정의 및 성질 102

1-1 유체의 정의 103

1-2 단위와 차원 103

1-3 물질의 성질 104

1-4 Newton의 점성의 법칙 105

1-5 체적탄성계수 106

1-6 표면장력 107

1-7 모세관 현상 107

제 02 장 유체의 정역학 108

2-1 압 력(pressure) 109

2-2 액 주 계(manometer) 110

2-3 전 압 력 111

2-4 부 력(FB) 112

2-5 상대평형 113

제 03 장 유체 운동학 115

3-1 용어 설명 116

3-2 유체운동의 분류 116

3-3 연속 방정식(continuity equation) 117

3-4 오일러의 운동방정식(Euler equation) 119

3-5 베르누이 방정식(Bernoulli equation) 120

3-6 B.E의 적용 121

3-7 동 력(Power) 122

제 04 장 운동량 방정식 123

4-1 운동량과 역적 124

4-2 프로펠러 이론(propeller) 127

4-3 분류 추진 128

제 05 장 유체의 유동 130

5-1 층류와 난류 - Reynolds의 실험 131

5-2 Reynold number, Re ≒ 무차원 수 132

5-3 수평원관에서의 층류유동 133

5-4 유체 경계층 135

5-5 물체주위의 유동 136

5-6 항력과 양력 137

5-7 점성 측정하는 방법 137

제 06 장 유체유동의 손실수두 138

6-1 원형관속의 손실수두 139

6-2 비원형 단면에서의 손실수두 140

6-3 부차적 손실수두 141

6-4 병렬관에서의 손실수두 142

제 07 장 차원해석과 상사법칙 143

7-1 차원해석 144

7-2 버킹함의 정리 144

7-3 상사법칙 145

제 08 장 개수로 유동 147

8-1 개수로 유동의 분류 148

8-2 최대 효율 단면≒최량 수력 단면 148

8-3 수력도약(Hydraulic jump) 149

제 09 장 압축성 유동 150

9-1 마하수(mach number) 151

9-2 단면적이 변하는 관속에서의 흐름 151

9-3 충 격 파(shock ware) 152

9-4 1차원 등엔트로피 흐름 152

제 10 장 유체계측 154

10-1 비중량 측정≒밀도 측정≒비중 155

10-2 점성계수의 측정 155

10-3 압력측정 156

10-4 유속측정 156

10-5 유량측정 157

[부록] 유체역학 공식 모음 158

Part 3 열 역 학

제 01 장 열역학적 정의와 단위 164

1-1 열역학의 접근 방법 165

1-2 열과 에너지 165

1-3 열역학의 용어 165

1-4 상 태 량 166

1-5 평형상태 167

1-6 과정과 사이클 167

1-7 단 위 168

1-8 비체적, 밀도, 비중량 168

1-9 압 력 169

1-10 열역학 제0법칙 169

1-11 온 도 계(Temperature Scale) 170

1-12 에너지-열과 일(Energy - Heat and Work) 170

1-13 열 량(quantity of heat) 171

1-14 열량의 단위 171

1-15 비 열(specific heat) 171

1-16 일(work)과 열의 관계 172

1-17 동 력(power) 173

1-18 효 율(heat efficiency) 174

제 02 장 열역학 제1법칙 - 에너지 보존의 법칙(Conservation of Energy) 175

2-1 질량보존의 법칙(conservation of mass) 176

2-2 에너지의 형태와 제1법칙 176

2-3 가역과정과 비가역과정 178

2-4 일과 PV선도 179

2-5 밀폐계에서의 제1법칙 180

2-6 사이클과 제1법칙 181

2-7 개방계에서의 제1법칙 182

제 03 장 이상기체와 각 과정 상태변화 185

3-1 이상기체의 상태식 187

3-2 보일의 법칙과 샤를의 법칙 188

3-3 이상기체의 비열 189

3-4 비열비와 기체상수 191

3-5 이상기체의 상태변화 191

제 04 장 열역학 제2법칙 203

4-1 열역학 제2법칙 204

4-2 사이클, 열효율, 성능계수 204

4-3 카르노 사이클 205

4-4 열역학적 절대온도 206

4-5 클라우시우스의 폐적분(Clausius integral) 208

4-6 엔트로피(Entropy) 208

4-7 완전가스의 엔트로피 식 209

4-8 엔트로피 증가의 원리 210

4-9 비가역 변화의 실례 - 엔트로피 증가 211

4-10 T-S 선도와 상태 변화 213

4-11 유효에너지와 무효에너지 215

제 05 장 순수물질 및 증기 217

5-1 순수물질(Pure substance) 218

5-2 포화액체, 포화증기, 포화온도 및 잠열 218

5-3 증기의 건도 219

5-4 임 계 점(critical point) 220

5-5 증기표와 증기선도 220

5-6 증기의 상태변화 221

제 06 장 증기동력(蒸氣動力) 사이클(vapor power cycles) 225

6-1 랭킨의 사이클 226

6-2 재열사이클(Reheat cycle) 228

6-3 재생사이클(Regenerative cycle) 229

6-4 재열, 재생 사이클(Reheat & Regenerative cycle) 230

6-5 증기소비율과 열소비율 232

제 07 장 내연기관 사이클 233

7-1 오토 사이클(Air standard Otto cycle, 정적 사이클) 234

7-2 디젤 사이클(Air standard diesel cycle) 237

7-3 복합 사이클(Composite cycle) - 합성 사이클(Combined cycle)

사바테 사이클(Sabathe cycle) 239

7-4 각 사이클의 효율비교 242

7-5 가스터빈 사이클 242

7-6 브레이톤 사이클(Brayton cycle)

- 단순가스 터어빈 사이클(Simple gas turbine cycle) 243

제 08 장 냉동 사이클(Refrigeration Systems) 245

8-1 역 카르노 사이클(Reversed Carnot Cycle) 246

8-2 냉 매(冷媒, Refrigerant Considerations) 247

8-3 증기압축 냉동 사이클

(Vapor-Compression Refrigeration Cycle) 248

제 09 장 유체흐름과 노즐(Fluid Flow and Nozzles) 252

9-1 질량의 보존(Conservation of Mass) 253

9-2 질량 및 운동량 보존 253

9-3 음 속 253

9-4 1차원 등엔트로피 흐름 254

9-5 체적탄성계수와 압력의 관계 255

제 10 장 연소와 전열 256

10-1 연 소 257

10-2 전 열(heat transfer) 259

[부록 1] 열역학 공식 모음 262

[부록 2] 사이클 정리 264

Part 4 기계제작법

제 01 장 기계제작법의 정의 및 분류 268

1-1 기계제작법(manufacturing process)의 정의 268

1-2 기계제작법의 분류 268

1-3 기계제작법에 사용되는 용어 정리 269

제 02 장 절삭이론 270

2-1 절삭 가공의 종류 270

2-2 칩(chip)의 형성 270

2-3 절삭저항 272

2-4 절삭 공구 재료 274

2-5 절 삭 유 275

제 03 장 선반가공 276

3-1 선반의 구조 276

3-2 보통 선반의 부속 장치 277

3-3 선반의 종류 279

3-4 선반 작업의 종류 280

제 04 장 드릴가공과 보링가공 284

4-1 드릴 가공 종류 284

4-2 드릴의 종류 284

4-3 드릴 각부의 명칭과 날끝각 285

4-4 드릴 고정법 286

4-5 공작물 고정법 287

4-6 드릴의 절삭 속도, 동력 287

4-7 보링 머신(boring machine) 288

제 05 장 평면가공 289

5-1 셰이퍼(shaper) 289

5-2 슬로터(slotter)＝수직 형삭기(vertical shaper) 290

5-3 플레이너(평삭기, planer) 291

제 06 장 밀링가공 292

6-1 Milling machine의 가공 분야와 밀링 커터의 종류 292

6-2 밀링 머신의 종류 293

6-3 밀링 머신의 크기 294

6-4 밀링 머신의 부속품 및 장치 294

6-5 밀링 작업 295

6-6 기어 가공 방식 - 기어절삭법 298

6-7 호빙 머신(hobbing machine) 299

제 07 장 연삭가공 300

7-1 숫돌바퀴(grinding wheel) 300

7-2 연삭기의 가공 분야 및 연삭기의 종류 302

7-3 숫돌바퀴의 수정 303

7-4 숫돌바퀴 부착법 303

7-5 연삭 작업 303

제 08 장 정밀 입자 가공(호닝, 래핑, 슈퍼피니싱, 액체호닝), 브로칭 머신 305

8-1 정밀 입자 가공 305

8-2 브로치(broach)가공 307

제 09 장 특수가공 308

9-1 특수가공의 정의 308

9-2 특수가공의 분류 308

9-3 방전 가공(electric discharge machine；EDM) 309

9-4 와이어 컷 방전가공(WEDM) 309

9-5 초음파 가공(ultra-sonic machining) 310

9-6 전기 화학 가공(electro-chemical machining：ECM) 310

9-7 전해연삭(electro - chemical grinding：ECG) 311

9-8 전해연마(electrolytic polishing) 311

9-9 쇼트 피닝(shot peening) 312

9-10 버 핑(buffing) 312

9-11 폴리싱(polishing) 312

9-12 압부 가공(burnishing, barrel finishing) 312

9-13 플라즈마 가공(Plasma machining) 313

제 10 장 NC가공 314

10-1 CNC 기초 314

10-2 프로그래밍의 기초 316

제 11 장 측 정 기 322

11-1 측정기의 종류 322

제 12 장 수기가공 327

12-1 정 의 327

12-2 수기가공에 사용되는 공구의 종류 327

12-3 줄 작업 328

12-4 스크레이퍼 작업 328

12-5 탭 작업 328

12-6 다이스 작업 328

제 13 장 치 공 구 329

13-1 정 의 329

13-2 지그의 종류 329

제 14 장 주 조 333

14-1 주 조(casting) 333

14-2 모 형(목형, 원형, pattern) 334

14-3 주형 제작 337

14-4 금속의 용해법 341

14-5 특수 주조법 342

14-6 주물의 결함 종류 344

제 15 장 소성가공 345

15-1 소성 가공의 목적 345

15-2 소성과 탄성 345

15-3 응력의 관계 345

15-4 소성 가공에 이용되는 성질 346

15-5 소성 가공의 종류와 장점 346

15-6 냉간 가공과 열간 가공의 특징 347

15-7 단조 가공 348

15-8 압연(Rolling) 가공 350

15-9 압출 가공(Extruison) 352

15-10 인발 가공(Drawing) 353

15-11 전 조(Form rolling) 354

15-12 프레스 가공 354

제 16 장 용 접 357

16-1 개 요 357

16-2 아크(Arc) 용접 358

16-3 특수 아크 용접 359

16-4 전기 저항 용접 360

16-5 가스 용접 361

16-6 가스 절단 363

Part 5 기계재료

제 01 장 기계재료의 분류 및 개요 366

1-1 기계재료의 분류 367

1-2 재료시험 372

제 02 장 철강재료 375

2-1 철강재료의 개요 375

2-2 철강의 제조법 375

2-3 강 괴 378

2-4 순 철 378

2-5 탄 소 강 379

2-6 합 금 강 389

2-7 주 철 392

2-8 주 강 394

제 03 장 비철금속재료 396

3-1 구리와 그 합금 396

3-2 알루미늄과 그 합금 399

3-3 마그네슘과 그 합금 402

3-4 니켈과 그 합금 402

3-5 주석, 납, 아연과 그 합금 403

제 04 장 신 소 재 406

4-1 초전도 재료 406

4-2 자성재료 407

4-3 형상기억합금 407

4-4 복합재료 407

4-5 플라스틱 408

4-6 세 라 믹 409

4-7 윤활유와 절삭유 410

Part 6 유압기기

제 01 장 유압기기(油壓機器, oil pressure machine) 414

1-1 유압기기의 원리(파스칼의 원리 적용) 414

1-2 유압기기의 장·단점 415

1-3 유압기기의 분류 415

제 02 장 유압 작동유(hydraulic operating oil) 417

2-1 작동유의 점도가 유압장치에 미치는 영향 418

2-2 공동현상(空洞現象, cavitation) 418

2-3 유압기기의 이상발생 원인 419

2-4 작동유의 첨가제 419

제 03 장 유압 펌프 421

3-1 기어펌프의 특징 422

3-2 베인 펌프(vane pump)의 특징 423

3-3 플런저 펌프(회전 피스톤 펌프)의 특징 423

3-4 나사펌프의 특징 425

3-5 펌프의 소음 발생원인 425

3-6 펌프의 토출량 산출식 426

3-7 펌프의 동력과 효율 계산식 426

제 04 장 축 압 기(어큐물레이터, Accumulatr) 428

4-1 개 요 428

4-2 종 류 428

4-3 용 도 429

4-4 축압기의 크기선정 429

제 05 장 유압 제어밸브 430

5-1 제어밸브의 개요 430

5-2 유압제어 밸브의 종류 430

제 06 장 유압 액츄에이터 435

6-1 액츄에이터의 개요 435

6-2 종 류 435

제 07 장 유압회로 및 응용 438

7-1 유압회로도 438

7-2 유압회로 응용 439

7-3 속도제어 회로 439

7-4 방향제어 회로 440

제 08 장 한국 공업 규격 유압 용어(Glossary of Terms for Oil Hydraulics) 441

KS B 0019 441

시험에 자주 출제되는 유압회로 기호 446

Part 7 기계동력학

제 01 장 변위, 속도, 가속도의 관계 452

1-1 변위와 거리 453

1-2 속도와 속력 453

1-3 등속직선운동＝등속도 운동＝일정 454

1-4 등가속도 운동(가속도) 455

1-5 자유낙하 할 때 455

1-6 연직 방향으로 올린 물체의 운동 456

1-7 수평방향으로 던진 물체의 운동 456

1-8 비스듬히 아래로 던져진 물체의 운동 457

1-9 비스듬히 위로 던진 물체의 운동 458

제 02 장 운동량 방정식 460

2-1 운 동 량 461

2-2 운동량 보존의 법칙 461

2-3 충돌과 운동량 보존 464

제 03 장 원 운 동 467

3-1 각 속 도 468

3-2 각 가속도 468

3-3 법선 가속도, 접선 가속도, 선 속도＝원주 속도 469

제 04 장 구속된 운동 472

4-1 수직 도르래의 운동 473

4-2 평면 도르래 운동 474

4-3 경사면에 작용하는 힘 476

4-4 반경방향과 횡 방향 성분 476

제 05 장 에너지보존의 법칙 479

5-1 에너지의 종류 480

5-2 에너지보존의 법칙 480

5-3 경사면의 운동 481

제 06 장 진동의 개요 485

6-1 진 동(Vibration) 486

6-2 진동계의 구성요소 486

6-3 진동의 종류 487

제 07 장 조화운동과 단진동 488

7-1 단 진 동 489

7-2 조화운동 490

7-3 진동방정식 491

7-4 스프링의 등가계 492

제 08 장 감쇠자유진동 494

8-1 감쇠의 종류 495

8-2 점성 감쇠 495

제 09 장 비틀림 진동 499

9-1 직선계와 회전계의 비교 500

9-2 질량관성모멘트 501

9-3 비틀림 스프링 상수 502

9-4 회전계의 등가계 503

9-5 막대진자의 운동방정식 504

9-6 단진자의 운동방정식 506

9-7 직선운동과 회전운동의 조합운동 507

제 10 장 진동에 의한 힘 전달율 512

10-1 외부 기전력 이 가해지는 강제진동 513

10-2 진동절연 514

Part 8 과년도 출제문제

2018년도

2018년 3월 16일 시행

2018년 4월 28일 시행

2018년 9월 15일 시행

2019년도

2019년 3월 03일 시행

2019년 4월 27일 시행

2019년 9월 21일 시행

2020년도

2020년 6월 06일 시행

2020년 8월 22일 시행

2020년 9월 27일 시행

2021년도

2021년 3월 07일 시행

2021년 5월 15일 시행

2021년 9월 12일 시행

2022년도

2022년 3월 05일 시행

2022년 4월 24일 시행

2022년 9월 CBT 시행

(우수회원 인증 후 2015년, 2016년, 2017년 3개년 기출문제(해설 포함) 추가 제공)

(우수회원 인증 후 전 과목 핵심 요약 이론 및 2009년 ~ 2014년 기출문제 강의 제공)