해설 보기
정답제1기 크리프에서 변형률 속도가 증가한다는 설명은 틀렸습니다(제1기에서는 오히려 감소합니다).
핵심 개념
크리프(creep) 3단계 곡선과 변형률 속도
크리프는 재료가 일정한 하중(응력)을 받은 상태에서 시간이 지남에 따라 변형이 서서히 누적되는 현상으로, 특히 고온에서 두드러집니다. 크리프 곡선은 시간에 따른 변형률로 그려지며 3단계로 나뉩니다. 제1기(천이 크리프)는 가공경화의 영향으로 변형률 속도가 점차 감소하는 구간이고, 제2기(정상 크리프)는 가공경화와 회복이 균형을 이루어 변형률 속도가 거의 일정한 최소값으로 유지되는 구간이며, 제3기(가속 크리프)는 내부 공동·네킹이 생기며 변형률 속도가 급격히 증가해 파단에 이르는 구간입니다. 온도가 높거나 응력이 클수록 정상 크리프 속도가 커져 파단까지의 시간이 짧아집니다.
선지별 해설
①제1기(천이) 크리프에서는 가공경화 효과로 변형률 속도가 시간이 지날수록 점차 감소합니다. 변형률 속도가 급격히 증가하는 구간은 제3기(가속) 크리프이므로 이 선지가 옳지 않습니다.
②제2기(정상) 크리프는 가공경화와 회복(연화)이 평형을 이루어 변형률 속도가 거의 일정한 최소값으로 유지되는 구간입니다. 설계에서 크리프 수명을 예측할 때 이 최소 크리프 속도를 사용합니다.
③가스터빈 블레이드, 제트엔진, 로켓 노즐처럼 고온에 장시간 노출되는 부품은 항복강도보다 크리프 강도와 크리프 파단수명이 설계를 지배하므로 크리프 특성이 매우 중요합니다.
④하중이 일정할 때 온도가 높아지면 원자 확산과 전위 이동이 활발해져 정상 크리프 속도가 커지고, 그 결과 파단에 이르는 시간(크리프 파단수명)이 짧아집니다.
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정답하이포이드 기어 - 피니언 축이 오프셋되어 있어 엇갈린 두 축 사이의 동력 전달에 사용됩니다.
핵심 개념
두 축의 상대 위치에 따른 기어의 분류
기어는 동력을 전달하는 두 축의 상대적인 위치에 따라 세 가지로 분류합니다. 첫째, 두 축이 평행한 경우에는 스퍼 기어, 헬리컬 기어, 랙과 피니언, 내접 기어가 사용됩니다. 둘째, 두 축이 한 점에서 교차하는 경우에는 베벨 기어(직선·스파이럴 베벨), 마이터 기어, 크라운 기어가 사용됩니다. 셋째, 두 축이 평행하지도 교차하지도 않는 엇갈린(어긋난) 축에는 하이포이드 기어, 웜 기어, 나사 기어(스크루 기어), 헬리컬 크라운 기어가 사용됩니다. 특히 하이포이드 기어는 베벨 기어와 모양은 비슷하지만 피니언 축이 기어 축에서 편심(오프셋)되어 있어 두 축이 만나지 않는 것이 특징이며, 자동차 종감속 장치에 널리 쓰입니다.