출제기준-(필기)

직무 분야	기계		중직무분야	기계제작		자격 종목	기계설계기사		적용 기간	2021.1.1∼2023.12.31
○직무내용 : 고객의 요구사항을 분석하여, 요구되는 기계시스템 및 부품을 설계하고 검증하며, 여기에 관련된 지원을 제공하는 등의 직무를 수행
필기검정방법		객관식			문제수		80	시험시간			2시간

필기과목명	문제수	주요항목	세부항목	세세항목
재료역학	20	1. 개요	1. 힘과 모멘트	1. 힘의 성분 2. 힘과 모멘트 평형 3. 자유물체도 4. 마찰력
			2. 평면도형의 성질	1. 도심 2. 관성 모멘트 3. 극관성 모멘트 4. 평행축 정리
		2. 응력과 변형률	1. 응력의 개념	1. 인장응력 2. 압축응력 3. 전단응력 4. 응력 집중
			2. 변형률의 개념 및 탄, 소성 거동	1. 재료의 물성치 2. 응력-변형률 선도 3. 전단변형률 4. 탄성-소성 거동 5. 크리프 및 피로 6. 후크의 법칙 7. 포아송의 비 8. 파손이론 9. 허용응력 10. 안전계수
			3. 축하중을 받는 부재	1. 수직응력 및 변형률 2. 변형량 3. 부정정 문제 4. 탄성변형에너지 5. 열응력
		3. 비틀림	1. 비틀림 하중을 받는 부재	1. 비틀림 강도 2. 전단응력 3. 비틀림 모멘트 4. 전단 변형률 5. 비틀림 각도 6. 비틀림 강성 7. 비틀림 변형에너지 8. 동력 전달 및 강도설계(축, 풀리) 9. 스프링 10. 박막튜브의 비틀림

필기과목명	문제수	주요항목	세부항목	세세항목
		4. 굽힘 및 전단	1. 굽힘 하중	1. 반력 2. 굽힘 모멘트 선도 3. 하중, 전단력 및 굽힘모멘트 이론
			2. 전단 하중	1. 보의 전단력 2. 보의 모멘트
		5. 보	1. 보의 굽힘과 전단	1. 곡률, 변형률 및 굽힘 모멘트 관계 2. 굽힘공식 3. 굽힘응력 및 변형률 4. 전단공식 5. 전단응력 및 변형률 6. 탄성에너지 7. 전단류
			2. 보의 처짐	1. 보의 처짐 2. 모멘트면적법, 중첩법 3. 보의 설계(응용) 4. 처짐과 응력의 조합문제 5. 처짐각(기울기)
			3. 보의 응용	1. 부정정보 2. 카스틸리아노 정리
		6. 응력과 변형률 해석	1. 응력 및 변형률 변환	1. 평면 응력과 평면 변형률 2. 응력 및 변형률 변환 3. 주응력과 최대전단응력 4. 모어 원
		7. 평면응력의 응용	1. 압력용기, 조합하중 및 응력 상태	1. 평면응력상태의 후크의 법칙 2. 삼축 응력상태(Bulk modulus & Dilatation) 3. 압력용기 4. 원심력에 의한 응력 5. 조합하중 6. 보의 최대응력(굽힘응력과 전단응력 조합)
		8. 기둥	1. 기둥 이론	1. 회전 반경 2. 편심하중을 받는 단주 3. 기둥의 좌굴

필기과목명	문제수	주요항목	세부항목	세세항목
기계 제작법	20	1. 기계제작법	1. 비절삭가공	1. 원형 및 주조 2. 소성가공 3. 열처리 및 표면처리 4. 용접 및 판금․제관
			2. 절삭가공	1. 절삭이론 2. 절삭가공법 및 CNC가공 3. 지그 및 측정 4. 손 다듬질 가공
			3. 특수가공	1. 특수가공 2. 정밀입자가공

필기과목명	문제수	주요항목	세부항목	세세항목
기계설계 및 기계재료	20	1. 기계설계	1. 체결용 기계요소의 설계	1. 나사 및 나사부품 2. 키, 핀 및 코터 3. 리벳이음 및 용접이음 등
			2. 축계요소의 설계	1. 축 및 축이음 등 2. 베어링
			3. 전동용 기계요소의 설계	1. 캠 및 마찰차 2. 벨트, 체인 및 로프 등 3. 기어
			4. 제어용 기계요소의 설계	1. 브레이크 2. 스프링 및 플라이 휠 등
			5. 유체기계 요소의 설계	1. 유체기계 요소
		2. 기계재료	1. 개요	1. 금속의 조직과 상태도
			2. 철과 강	1. 탄소강의 특성 및 용도 2. 특수강의 특성 및 용도 3. 주철의 특성 및 용도 등
			3. 기계재료의 시험법과 열처리	1. 기계재료의 조직검사 및 기계적 시험법 2. 탄소강의 열처리 및 표면 경화처리 등
			4. 비철금속재료	1. 구리(銅) 및 그 합금의 특성과 용도 2. 알루미늄 및 그 합금 의 특성과 용도 3. 마그네슘 및 그 합금의 특성과 용도 4. 티타늄 및 그 합금의 특성과 용도 5. 니켈 및 그 합금의 특성과 용도 6. 기타 비철금속의 특성과 용도
			5. 비금속 재료	1. 주요 비금속재료의 특성과 용도 등

필기과목명	문제수	주요항목	세부항목	세세항목
기구학 및 C A D	20	1. 기구학	1. 기구학에 대한 개요	1. 기소, 대우(짝), 링크와 연쇄 2. 기계운동의 종류, 기구의 속도 및 가속도
			2. 기구의 종류	1. 링크 기구의 종류, 특성, 장치 2. 마찰차의 종류, 특성, 장치
			3. 전달장치	1. 벨트의 종류, 특성, 장치 2. 체인의 종류, 특성, 장치 3. 기어의 종류, 특성, 장치
			4. 캠장치 개요	1. 캠기구의 개요, 종류, 특성 및 장치 등
		2. CAD	1. CAD/CAM 시스템	1. CAD/CAM시스템 1) CAD/CAM시스템의 개요 - 정의 - 개념 - 용도 2) CAD/CAM시스템의 활용 - 일반적인 프로세스에서의 활용 (CAD/CAM/CAE) 3) 데이터관련 용어 정의 4) CAD시스템 - 도면 설정 - 기본적인 그리기 기능 - 주석기능 - 기타 기능 - 데이터 교환 2. CAD/CAM시스템의 구성 1) 하드웨어 구성 요소 2) 소프트웨어 구성 요소 3. CAD/CAM 데이터 교환을 위한 표준 종류와 특징
			2. 컴퓨터그래픽 기초	1. 기하학적 도형 정의와 처리 1) 그래픽 라이브러리 2) 좌표계 3) 윈도우 및 뷰포트 4) 그래픽 요소 2. CAD모델링을 위한 좌표변환 1) 2차원 좌표변환 2) 3차원 좌표변환 3. CAD모델링을 위한 기초수학 및 디스플레이 1) 기초 수학 2) 은선과 은면처리 3) 렌더링 4) GUI

필기과목명	문제수	주요항목	세부항목	세세항목
			3. 형상모델링	1. CAD모델의 종류와 특성 1) 와이어프레임 모델 2) 곡면 모델 3) 비다양체 모델 4) 솔리드 모델(B-rep) 5) 자료 구조 6) Euler 작업 7) 솔리드 모델(CSG 및 기타) 2. 모델링 방법 1) 특징형상(feature) 모델링 2) 파라메트릭 모델링 3) 조립체 모델링 4) 기타 모델링
				3. 곡선 표현 1) Spline, B-spline 곡선 2) NURBS 곡선 3) Bezier 곡선 4) 곡선 보간 5) 기타 곡선, 곡선 일반 이론
				4. 곡면 표현 1) Coons 곡면 2) Bezier 곡면 3) B-spline 곡면 4) NURBS 곡면 5) 곡면 보간 6) 곡면간 교차선 7) 기타 곡면, 곡면 일반 이론

출제기준_(실기)

직무 분야	기 계		중직무분야	기계제작		자격 종목	기계설계기사		적용 기간	2021.1.1∼2023.12.31
○ 직무내용 : 고객의 요구사항을 분석하여, 요구되는 기계시스템 및 부품을 설계하고 검증하며, 여기에 관련된 지원을 제공하는 등의 직무를 수행 ○ 수행준거 : 1. CAD 소프트웨어를 이용하여 산업규격에 적합하고 도면의 형식에 맞는 부품도를 작성하고 출력할 수 있다. 2. CAD 소프트웨어를 이용하여 모델링 작업 및 설계 검증(질량해석 등)을 할 수 있다. 3. 제시된 기계의 특성에 맞는 부품의 제작 및 조립에 필요한 내용(치수, 공차, 가공, 기호 등)을 표기할 수 있다. 4. 해석용 프로그램 등을 사용하여 기계시스템의 설계변수(부하량 및 토크 등) 계산을 할 수 있고, 조건 변경에 따른 기계 부품을 설계 할 수 있다.
실기검정방법		작업형			시험시간			7시간 정도

실기과목명	주요항목	세부항목	세세항목
기계설계실무	1. 설계관련 정보 수집 및 분석	1. 정보 수집하기	1. 설계에 관련된 다양한 정보 원천을 확보할 수 있다.
		2. 정보 분석하기	1. 설계관련 정보들을 체계적으로 해석 또는 분석하고 적용할 수 있다.
	2. 설계관련 표준화 제공	1. 소요자재목록 및 부품 목록 관리하기	1. 주어진 도면으로부터 정확한 소요자재 목록 및 부품목록을 작성할 수 있다.
	3. 도면해독	1. 도면 해독하기	1. 부품의 전체적인 조립관계와 각 부품별 조립관계를 파악할 수 있다. 2. 도면에서 해당부품의 주요 가공부위를 선정하고, 주요 가공치수를 결정할 수 있다. 3. 가공공차에 대한 가공정밀도를 파악하고, 그에 맞는 가공설비 및 치공구를 결정할 수 있다. 4. 도면에서 해당부품에 대한 재질특성을 파악하여 가공 가능성을 결정할 수 있다.
	4. 형상(3D/2D) 모델링	1. 모델링 작업 준비하기	1. 사용할 CAD 프로그램의 환경을 효율적으로 설정할 수 있다.
		2. 모델링 작업하기	1. 이용 가능한 모델링 프로그램의 기능을 사용하여 요구되는 형상을 완벽하게 구현할 수 있다. 2. 모델링의 수정 및 편집을 용이하게 할 수 있다. 3. 관련 산업표준을 준수하여 모델링 할 수 있다. 4. 영역, 길이, 각도, 공차, 지시 등 모델링에 관련된 추가적인 정보를 도출하고 생성할 수 있다.
	5. 모델링 종합평가	1. 모델링 데이터 확인하기	1. 부품 간 상호 결합 상태를 검증할 수 있다.
		2. 부품(PART) 어셈블리하기(ASSEMBLY)하기	1. 모든 부품(PART)을 누락 없이 정확한 위치에 조립할 수 있다.

실기과목명	주요항목	세부항목	세세항목
	6. 설계도면 작성	1. 설계사양과 구성요소 확인하기	1. 설계 입력서를 검토하여 주요 치수가 정확히 선정이 되었는지 확인할 수 있다.
		2. 도면 작성하기	1. 부품 상호간 기구학적 간섭을 확인하여 오류발생 시 수정할 수 있다. 2. 레이아웃도, 부품도, 조립도, 각종 상세도 등 일반 도면을 작성할 수 있다.
		3. 도면출력 및 데이터 관리하기	1. 요구되는 데이터 형식에 맞도록 저장하거나 출력할 수 있다. 2. 프린터, 플로터 등 인쇄장치의 설치와 출력도면 영역설정으로 실척 및 축(배)척으로 출력할 수 있다. 3. CAD데이터 형식에 대하여 각각의 용도 및 특성을 파악하고 이를 변환할 수 있다. 4. 작업된 도면의 용도 및 활용성을 파악하고 분류하여 저장할 수 있다.
	7. 요소부품 재질 검토 (재료열처리)	1. 열처리방안 선정하기	1. 제품의 수명 및 생산량에 따른 소재별 부품의 강도, 경도, 변형중요도에 따라 강성을 결정할 수 있다. 2. 소재의 열처리 특성에 따라 열처리 방안을 선정할 수 있다. 3. 가공성 개선을 위하여 가공의 중간공정으로 열처리 방안을 선정할 수 있다.
	8. 설계계산	1. 설계계산 데이터 준비하기	1. 기계요소 및 구성품의 성능과 제원을 파악할 수 있는 다양한 정보원천을 확보할 수 있다.
		2. 설계계산하기	1. 선정된 기계요소 부품에 의하여 관련된 설계변수들을 선정할 수 있다. 2. 설계조건에 적절한 계산식을 적용할 수 있다. 3. 설계제품의 기능과 성능을 만족하는 설계변수를 계산할 수 있다. 4. 부품별 제원 및 성능곡선표, 특성을 고려하여 설계계산에 반영할 수 있다. 5. 표준 운영절차에 따라, 설계계산 프로그램 또는 장비를 설정하고, 결과를 도출할 수 있다.
		3. 계산데이터 출력 및 검증하기	1. 최종 계산된 설계변수를 설계도면에 출력하고, 계산과정을 문서화하여, 추후 확인 자료로 사용할 수 있다.
	9. 설계검증	1. 설계검증 준비하기	1. 조립에 필요한 부품의 데이터 오류를 확인하고, 수정할 수 있다.
		2. 공학적 검증하기	1. 설계 시 근거 자료로 사용한 계산의 과정과 결과물을 검증할 수 있다.

실기과목명	주요항목	세부항목	세세항목
	10. 해석용 모델링	1. 모델링 준비하기	1. 설계 모델에서 구조해석을 수행하도록 선정된 모델을 해석용 모델로 변환할 수 있다. 2. 설계 모델에서 해석에 불필요한 부분을 단순화 하고, 불연속 형상 부분을 찾아 연속적인 형상으로 수정할 수 있다. 3. 해석 수행 시간과 정밀도를 고려하여, 필요시 설계모델을 1차원, 2차원 및 3차원 요소 모델 등으로 단순화할 수 있다.
		2. 메쉬(Mesh) 생성하기	1. 메쉬의 정의, 종류, 특성을 이해하고 해석 대상의 특성에 따라 적용할 수 있다. 2. 해석조건과 수행시간을 고려하여 메쉬를 생성한 후 메쉬 정밀도를 조절할 수 있다. 3. 모델링과정에서 발생하는 오류를 파악하고 메쉬를 수정 및 보완할 수 있다. 4. 최적의 모델링 과정을 단계별로 정리할 수 있다.
		3. 해석조건 입력하기	1. 해석에 필요한 물성치 정보를 확인하고, 실험보고서 및 표준자료를 통하여 물성치 정보를 확보할 수 있다. 2. 해석대상물을 기준으로 필요한 변수를 정의할 수 있다. 3. 해석 조건을 고려하여 각 해석요소에 필요한 물성치를 적용할 수 있다.
	11. 정적구조해석	1. 해석준비하기	1. 해석 대상의 메쉬(Mesh) 데이터를 받아 데이터 오류 여부를 확인하고 수정할 수 있다. 2. 실제 작동조건을 고려하여 해석 조건을 정의하고 정적 구조해석 변수를 결정할 수 있다. 3. 예측 가능한 최고 악조건의 데이터를 유추하여 정적 구조해석 데이터로 적용할 수 있다. 4. 선형 정적 구조해석에 필요한 요소를 검토하여 요소들에 필요한 경계조건을 설정할 수 있다. 5. 비선형 정적 구조해석에 필요한 요소를 검토하여 요소들에 필요한 경계조건을 설정할 수 있다. 6. 입력 데이터를 효율적으로 해석할 수 있도록 분류하여 문서로 정리할 수 있다.
		2. 정적구조해석 실시하기	1. 해석시간과 해석결과 등을 고려하여 해석 모델을 수정할 수 있다. 2. 수정된 경계조건을 입력하고 해석할 수 있다. 3. 입력 데이터의 조건에 따라 정적 구조해석관련 소프트웨어를 설정할 수 있다. 4. 운영절차에 따라 정적 구조해석관련 소프트웨어를 사용하여 결과를 도출할 수 있다. 5. 해석과정에서 발생하는 오류를 파악하고 관련대책을 수립할 수 있다. 6. 최적의 해석 실시 조건을 단계별로 정리할 수 있다.

실기과목명	주요항목	세부항목	세세항목
		3. 해석결과 평가하기	1. 정적 구조해석 결과에 대하여 확인하고, 개선 대책을 수립하여 최적의 데이터를 구할 수 있다. 2. 검증 방법을 선정하여 해석결과를 검증할 수 있다. 3. 확인된 결과를 제품 설계 시 활용할 수 있도록 데이터베이스화 할 수 있다. 4. 그래프, 동영상 등 결과에 관한 시각적 자료를 작성하고 공학적 검토를 수행할 수 있다.