机械工程专业介绍_冯海侠的博客-新东方前途出国

机械工程专业介绍

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分类：: 专业介绍

2023-11-04

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1.1 专业简介

什么是机械工程

根据“百科”定义，机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和维修各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。

学科发展轨迹

机械工程的“前世今生”：

综合-专业分化-再综合的反复循环，从传统的缜密而高效的机械产品制造、微电子技术到新兴的自动驾驶及机器人，细胞生物力学，储能材料，纳米制造等。

国内大学常见相关专业

机械工程，机械设计制造及其自动化，材料成型及控制工程，能源动力工程及其自动化，机械电子工程，工业设计，过程装备与控制工程，车辆工程，汽车服务工程，制造自动化与测控技术，微机电系统工程，制造工程，体育装备工程，工程机械等。

人才培养目标

高素质专业型人才（react to society’s needs）+ 创新领导型人才（innovate and lead）#摘自Umich官网

1.2 学位介绍

硕士学位分为Master of Science理学硕士学位和Master of Engineering工程学硕士学位。

Master of Science

理学硕士，研究导向型学位，教学目标是科研实力提升（advisor-based），thesis option与non-thesis option，项目时长，Full-time1.5-2年完成学习，毕业去向为就业或继续攻读博士（PhD）学位，有TA/RA/Scholarship机会。

Master of Engineering

工程学硕士，就业或职业发展导向型学位，教学目标是职业发展，有校企联合培养项目。没有论文要求，一般为coursework-based，项目时长一般为Full-time1-1.5年完成学习。有些学校也有Part time的MEng项目，要求最长5年完成学习。毕业去向为就业工作，鲜有TA/RA/Scholarship机会。

博士学位Doctor of Philosophy

大学里的学术学位。基于申请人科研背景可3-5年完成。学生有principal advisor带领及指导科研，同时获得资助（TA，RA，traineeships等）。毕业需要完成论文（dissertation topic）及答辩（oral exam as dissertation defense）。

1.3 美国高校常见机械工程专业分支

1）设计与制造（Design & Manufacturing）对于未来想成为机械设计工程师的申请者来说，设计与制造方向是他们的好的选择。这个方向可以说是一个万金油方向，学生不仅要会最基本的机械建模和制图（CAD及GD&T），更需要了解固体力学、流体力学、热力学、故障分析、有限元分析等等多个机械细分方向，并且需要对工业界各种加工方法，材料特性有全面的了解。尽管可能不需要对所有上述提及的所有方向有很深入的研究，但正因为其实用性，这个方向的硕士毕业生最受就业市场欢迎。

2）热流体力学（Thermofluid Dynamics）和传热（Heat Transfer）俗话说热流不分家，流体力学和热力学都是非常典型的机械工程硬核方向。空调制冷系统（HVAC）、发动机、涡轮、散热装置等等都离不开。学习这个方向的学生需要有扎实的物理和数学知识，因为热流体的很多问题都会通过求解偏微分方程来得到答案。近年来，更偏向于应用的计算流体理学也开始兴起。通常学习热流方向的学生会选择攻读博士，之后进入学术界或者进入工业界的研发部门工作。

3）动力系统与控制（Dynamic System and Control）控制方向主要研究对于机械系统的变化做出反馈（Feedback）。自动巡航、主动减震、适时四驱等常见汽车技术都离不开控制。随着几大新兴工业方向（虚拟现实、自动驾驶、先进制造等）的崛起，工程类行业对控制方向的人才需求逐年增加。相对来说，控制方向更看重学生的数学和计算机背景，是机械工程中最偏向“软件”的方向。不少学习控制方向的学生，也可以找到计算机相关的工作。

4）计算力学（Computational Mechanics）计算力学是近几年兴起的一个细分方向，简单说就是利用计算机软件进行有限元分析（Finite Element Analysis）来优化产品的结构力学、热力学等性能。学习这个专业方向不仅要对基础的力学有扎实的理解，还要对于数学知识，尤其是偏微分方程（PDE）和数值分析 (Numerical Analysis)。这个方向对应的职位是CAE工程师，一个经验丰富的CAE工程师可以帮助企业节约很多研发费用，因此CAE工程师的待遇也是相当不错的。

5) 机器人（Robotics）很多学校的机器人方向会放在机械工程下面，原因可能正是因为机械工程是一个结合了理论、技术和具体产品的方向。很多学校的机器人方向都是由控制方向衍生出来，因为机器人的本质就是智能机械系统。不同于电影中出现的五花八门的机器人，目前行业内比较成熟的产品有工业机械臂、仓储机器人、医疗机器人等。以上这些是传统机械强校都会开设的项目。然而机械工程是一个与当地工业紧密相关的工程方向。比如湖区（Lake Areas）是美国三大车企通用、福特、克莱斯勒的大本营，因此湖区的工科名校密歇根大学就开设有汽车工程项目；德州是四大石油公司和四大油服公司的所在地，因此科研项目多与石油行业相关，德州大学奥斯汀分校的石油工程专业更是常年排名全美第一；加州地区发达的电子行业也促使加州伯克利和斯坦福的课程和科研都更注重电子产品的设计与制造。除了当地工业的影响意外，机械工程与其他工程专业组成了很多交叉学科，例如生物力学（Biomechanics）、微机电系统（MEMS）、航天工程（Aerospace Engineering）等等。本科学机械的同学，研究生可以转战电子工程、工业工程、工程管理、石油工程、金融工程等，都是不错的出路。

6) 汽车工程 (Automotive Engineering)

机械工程专业中有一种类别是关于汽车发动机原理、内燃机设计、热能与动力机械基础、柴油机增压技术、汽车排气污染与控制等等的，毕业后可以从事汽车发动机新产品设计、实验、汽车技术管理等工作。由于汽车工业在我国的发展水平与发展中国家有一段距离，且这个方向的应届毕业生找到对口的工作也不是很容易，所以，去美国读一个对口的专业，对回国后的发展会有很大的帮助。然而，这类专业方向在美国大学中并不是很多见，科研水平比较优越的以五大湖附近以及加州一些学校为主。那么关于汽车的研究，美国的大学都有哪些特点呢？

加州伯克利有两个汽车发动机实验室，历史比较悠久。一个是有关燃烧分析的，主攻均质压燃、柴油机燃料研究与空气质量、燃烧场参数的激光诊断技术；另一个是有关汽车动力与控制的，比较突出的项目就是无人驾驶汽车。

UIUC的汽车研究也很不错，在ME专业中设有发动机模型实验室、福特汽车科学研究室、车辆动力与流体燃料控制实验室，比较突出的研究是关于电喷技术、新能源和模拟技术。实验室规模很大，经费较多。

位于五大湖附近的大学中，UMich最为出众。它有一个汽车研究所（ARC）与衣阿华大学、韦恩州立大学、威斯康辛大学、克莱姆森大学、田纳西州大学等学校都有项目合作，主要在于开发军用和商用汽车的动力控制系统。但相比之下，另一个汽车实验室automotive lab会更适合中国学生去申请，它有12个发动机试验室，涉及方向很广，包括内燃机燃烧、排放控制，燃料效能、汽车混合动力和电子产品设计、车辆的空气动力学等。UMich的汽车研究对美国汽车工业有重要的影响，如果能在那里读书，回国后发展也会很好。

同样位于五大湖附近的威斯康辛麦迪逊大学也有发动机研究室，它的低温燃烧技术一直处于很高的水平，在发动机研发方面有许多优秀的教授。这个实验室主要研究点火、柴油引擎及其燃烧和排放量和人体健康的影响。尤其是它应用光学技术测试发动机，用计算流体力学模型模拟发动机进程；这个学校的设备非常先进，列阵激光器、仪表、排放测量系统、单缸柴油机试验室和计算机集群。

明尼苏达双子城较有名的实验室有：柴油机实验室和智能汽车实验室。它的优势主要体现在柴油机废气排放控制以及替代燃料上，在这方面颇有成就，它对美国的五十铃汽车、卡特彼勒、依茨公司、唐纳森公司和通用汽车公司有技术支持，帮助他们改装柴油机以符合美国相关排放要求。所以，这些也给了研究生更多学习和实践的机会。智能汽车实验室主要为公路运输的自动化控制和导向服务，涉及许多计算机模拟技术，对于这个方面，EE或CS背景的人同样可以申请，学校没有设置很严格的要求，不过给的奖学金也不多了。

此外，还有一些学校也有这类专业，如：俄亥俄州立大学、马里兰大学（College Park）、Clemson大学、科罗拉多州立大学、韦恩州立大学等都有汽车研究中心或发动机研究中心，这些学校的申请难度会比前面提到过的低一些，但是它们的汽车研究中心同样有很好的技术支持，所以要选择汽车方向的申请者应该都去考虑一下。

2.1 专业背景

申请人本科背景最好是机械工程，或者物理、电气工程等其他相关工程类及基础科学类专业。

2.2 先修课要求

基础数理类

包括但不限于：微积分，线性代数，概率论与数理统计，大学物理，大学化学等

基础工具类

包括但不限于：计算机辅助技术，机械制图，编程语言等

电学及电磁学

包括但不限于：电路基础，数字电路与模拟电路，电磁场与电磁波，数据库基础等

机械工程本科核心课

包括但不限于：固体力学, 动力学, 流体力学, 热动力学, 热传导, 材料科学, 控制理论, 设计与制造等

2.3 软实力构成分析