美國留學之機械工程的解析

美國機械工程研究生具體研究領域包含如下幾個大類:

能量大類：主要涉及能量、摩擦、燃燒、流體這幾類 ;

材料大類：主要涉及機械工程領域內的納米微米機械材料、聚合工程、生物機械等 ;

制造類：主要包括機械的設計和制造兩大方向 ;

控制類：主要包括計算機輔助工程、系統與自動控制、微電子系統等。

下面詳細介紹這幾大類：

1 、 能量大類， 主要涉及的學科有：能量、摩擦、燃燒、流體這幾大類。能量的主要研究方向：能量及流體，主要包括風能、水能的能量轉換，能量轉換系統及其設備的設計制造，能量系統及熱力學，能量應用（加熱 / 通風 / 空調及制冷用能），能量及環境，環境能量技術評估，熱物理學，太陽能，清潔能源，清潔能源技術。申請所需相關背景：申請此方向需要有很強的物理學基礎；當偏流體學相關時，那么申請者相應的流體力學、空氣動力學，熱力學等相關背景；如果有能量系統整體研究則要有很好的數學建模能力；在能量轉換系統設備制造這一領域，則要有很好的 Design an Manufacturing 相關背景。摩擦的主要研究方向 : 摩擦時能量的轉換，同熱物理學結合非常緊密，并同新型材料的研究開發結合，對某些材料的相關摩擦性能進行研究。申請所需相關背景：物理學的研究內容之一，所以申請此專業一定要有好的物理背景。除此之外根據不同的方向應有熱力學或材料學相關背景。燃燒的主要研究方向：燃燒，燃燒及推進，燃燒及能量，能量轉換，燃燒及熱傳遞，電氣推進，渦輪及推進，汽車工程中內燃機的燃燒研究等。申請所需相關背景：同摩擦一樣，物理背景必不可少，熱力學非常重要。當然如果是偏向設備的話，那么就需要機械的設計制造與控制背景了。流體的主要研究方向：主要針對兩大主要方向：航空航天領域和能量領域。前者有空氣動力學，推進，空間探索系統，后者有水電、風電為主的流體能量轉換。另外還有環境及生物流體力學，流體動力學，流體物理學，熱力學，物質專業。申請所需相關背景：如果從事理論研究，則對物理、數學建模和流體力學要求非常高，如果是偏相關設備的研究則要很好的機械背景。具有物理、流體力學、熱力學、空氣動力學等理論研究背景的申請者選擇以上幾個方向。

2 、 材料大類， 主要涉及機械領域內的納米微米材料，聚合工程，生物機械納米微米機械材料的主要研究方向：納米技術的不斷發展給機械領域提供了一種全新的材料選擇的可能。目前和機械交叉的研究領域主要集中在：高級材料學，材料及固體力學，材料及機械系統，材料加工，材料機械特性，材料力學，材料力學及制造。申請所需相關背景：需要有很強的材料學背景，同時要求有固體力學，材料力學，工程力學背景。聚合工程的主要研究方向：主要通過分子聚合技術為機械領域提供新型材料申請所需相關背景：需要有很好的高分子材料相關背景，同時對材料力學的要求也比較高。 . 生物機械的主要研究方向：生物機械，生物力學，生物機械工程，生物材料與設備，材料力學，生物傳感器，納米技術，活細胞封裝，工程生物力學，生物醫學機械工程，神經工程學，整形外科工程，感覺及神經系統研究，運動生物力學，人造心臟。申請所需相關背景：這是典型的新興學科同傳統基礎學科結合的表現。總體來說，此方向需要生物學，機械工程和醫學知識三個領域的知識背景。單純的生物或醫學背景是很難適應此學科的要求的，需要在具備機械背景的同時擁有生物，或者醫學知識，尤其是生物學知識。這里所說的機械背景主要指機械中基本的制造，力學，材料背景。但要求不會像前面幾個學科中對純力學或材料背景那么高的要求。另外對于神經工程學，感覺及神經系統研究，人造心臟這些方向，處了需要醫學、生物學、工程學知識外，還要有很好的 EE 背景（信號模擬，信號傳輸等）。

3 、 制造大類，主 要包括設計和制造兩大方向設計的主要研究方向：機械設計，產品設計，設計方法學，計算機輔助設計，工程設計申請所需相關背景：設計在國內主要以工業設計學院的形式設置。 ME 中的 Design ，適合的申請者一般具有機械理論基礎（分具體機構和整體制造流程理論兩大方面），同時又有設計基礎 —— 包括一定的藝術功底（素描），電腦繪圖軟件（ Photoshop ， ProE 等）的運用。制造的主要研究方向：計算機輔助制造，產品實現，高級制造，制造科學，制造系統，納米制造。申請所需相關背景：國內 ME 學生的主要申請方向集中于此，而且多集中于機械制造和計算機輔助制造。對于此專業的學生，申請首先需要基本的機械工程學背景，包括：機械原理，機械制造和固體力學背景。另外，對于產品實現，高級制造和計算機輔助制造，一定要有很強的計算機背景，包括計算機語言編程，設計軟件的使用；納米制造則首先要有很好的納米技術應用背景，然后具備一定的工程學知識。

4、系統控制大類 ，控制 / 設計 / 制造，控制及動力學，控制 / 機器人 / 儀表，動力學系統及控制，動力學系統 / 控制及機械人，旋轉機械動力學，動力學 / 振動 / 聲學，系統動力學及控制，系統識別及控制，系統 / 測量 / 控制，智能機械系統，智能交通系統，機械系統，非線性動力學及適應控制，非線性飛行控制，機械人學，機械人及控制，機械人及動力學，機械人及自主系統，機械人及人機交互，轉動體動力學，自動化，自動推進系統，自動巡航系統。 申請所需相關背景：需要數學、計算機語言編程、基本的 EE 相關背景 ( 電子電路知識 ) 、控制的魯棒與最優控制、魯棒多變量控制系統、大規模動態系統、多變量系統的標識、最小最大控制與動態游戲、用于控制 與信號處理的自適應系統、隨機系統、線性與非線性評估的設計、隨機與 自適應控制等等，同時根據不同側重點，應有相應的設計制造、動力學、儀表等相關背景。

總體來說，

ME 專業中申請難度如下：最難申請的：系統與自動控制， MEMS ，計算機輔助工程。其次：制造，設計。較易申請的：納米材料，生物機械，聚合工程。 職業發展顧問工程師，工業工程師，塑料制造工程師，安全技術工程師，測試工程師，汽車工程師，生產制造工程師，設計工程師，研究開發技術人員。

就業前景該專業的美國就業市場巨大，在工程類專業中，機械工程的市場需求率排名第一。約有 80% 的畢業生進入制造業工作。比如說為電梯、汽車、割草機和生產設備設計引擎，有些機械工程師也從事設計開發減少環境污染的新能源體系。機械工程師在工業企業、商業、政府部門和大學都有廣泛分布，服務于科研、設計、開發、測試、制作、操作、市場營銷、銷售、管理等領域的人和設備。預計對于機械和材料工程的畢業生將會有持續的需求。

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