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机械工程是一门涉及利用物理定律为机械系统作分析、设计、生产及维修的工程学科。是众多工程学科中范围最广的一科。任何现代产业和工程领域都需要应用机械，例如：农业、林业、矿业等需要农业机械、 林业机械、矿业机械；冶金工程和化学工程需要冶金机械、化工机械；纺织和食品加工业需要纺织机械、食品加工机械；水利、土木建筑、道路和桥梁等工程需要工程机械；电力工程需要电力机械；交通运输业需要各种车辆、船舶、飞机等；各种商品的计量、包装、储存、装卸需要各种相应的工作机械。
各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展，都需要机械工程提供所必需的机械。某些机械的发明和完善，又导致新的工程技术和新的产业的出现和发展，例如：大型机械的成功制造，促成了电力系统的建立；火车的发明导致了铁路工程和铁路事业的兴起；内燃机、燃气轮机、火箭发动机等的发明和进步以及船舶、飞机和航空器的研制成功导致了航海工程、航海事业、航空工程和航空事业的兴起；高压设备（包括压缩机、反应器、密封技术等）的发展导致了许多新型合成化学工程的成功。机械工程就是在各方面不断提高的需求的压力下获得发展动力，同时又从各个学科和技术的进步中得到改进和创新能力。
机械工程专业一般是设在工程学院下，专业设置有:MS（偏学术），Meng（偏实践），PhD（偏学术）。
常见专业分支
- 能量类：能量、摩擦、燃烧、流体等
Energy是ME和物理的基本领域，Energy的类型包含热能工程、辐射能、动力学模型、电气设备、有机化学、核能发电等。它主要是偏重于从一种能量转换为另一种更有效的能量，能量的来源于不仅有可再使用的（比如太阳能发电、风力、流体动力、地暖和生物体能量），也是有不能继续使用的（比如原油、燃气、煤和铀）
- 控制类：机器人、计算机辅助工程、系统与自动控制、微电子系统等
- 材料类：纳米微米材料、聚合工程、生物机械等
该领域主要是设计顾客和工业领域需求的机器设备，电器产品、车辆、计算机系统、加工厂机器设备、太空飞船、飞机场，全部哪些的需要能量的物品，全是由该领域的技术工程师来设计的，自然许多时是与其他领域的设计师一起进行的，例如计算机系统设计，不仅要考虑项目特点的设计，如性能等，也要充分考虑外型设计，而这就必须和电子计算机领域的专业人员一起来进行。
- 制造类：机械装备设计及加工、CAD/CAM集成、数字化产品设计与制造等
为了更好地不断提升工作高效率，机械工程师会设计和制造一系列的设备与系统软件。环境污染操纵、自动化技术、原材料运送和机器设备运行技术性是致力于制造类的技术人员所专心的领域。
这一大方向不仅必须物理学层面的专业知识，也有许多知识是和电子计算机相交叉式的。例如在这个大方向下的自动化技术，不仅牵涉到ME的专业知识，还牵涉到EE和CS的专业知识。一般来说一个方位的学员会学习培训：机械设计基础，固体力学等课程内容。由于这些专业方向还有一个特性，新起定位相当依赖于PC专用工具，例如在设计物品的情况下，必须辅助设计，因而它的许多专业知识与服务器相交叉式。从使用上而言：因为澳大利亚的大行业制，绝大多数人们的ME学生，自动化技术学员，车辆工程等大ME类的学生，及其一些学校物理学的学员，都合适学习培训这层面。
- 管理类：机械制造企业经营管理，工程项目管理等
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
