美國大學(xué)機(jī)械工程

【專家解說】：機(jī)械工程細(xì)分方向不同，必修課和選修課也不一樣的。 學(xué)科內(nèi)容 機(jī)械工程的學(xué)科內(nèi)容，按工作性質(zhì)可分為以下方面：①建立和發(fā)展可實際和直接應(yīng)用于機(jī)械工程的工程理論基礎(chǔ)。如工程力學(xué)、流體力學(xué)、工程材料學(xué)、材料力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱學(xué)、熱力學(xué)、摩擦學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械零件、金屬工藝學(xué)和非金屬工藝學(xué)等。②研究、設(shè)計和發(fā)展新機(jī)械產(chǎn)品，改進(jìn)現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機(jī)械產(chǎn)品，以適應(yīng)當(dāng)前和未來的需要。③機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)，如生產(chǎn)設(shè)施的規(guī)劃和實現(xiàn)、生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調(diào)度、編制和貫徹制造工藝、設(shè)計和制造工藝裝備、確定勞動定額和材料定額以及加工、裝配、包裝和檢驗等。④機(jī)械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理，如確定生產(chǎn)方式、產(chǎn)品銷售以及生產(chǎn)運行管理等。⑤機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)用，如選擇、訂購、驗收、安裝、調(diào)整、操作、維修和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機(jī)械產(chǎn)品和成套機(jī)械設(shè)備。⑥研究機(jī)械產(chǎn)品在制造和使用過程中所產(chǎn)生的環(huán)境污染和自然資源過度耗費問題及處理措施。 學(xué)科分支 機(jī)械按功能可分為動力機(jī)械、粉碎機(jī)械、交通運輸機(jī)械和物料搬運機(jī)械等；按服務(wù)的產(chǎn)業(yè)可分為農(nóng)業(yè)機(jī)械、化工機(jī)械、礦山機(jī)械和紡織機(jī)械等；按工作原理可分為熱力機(jī)械、透平機(jī)械、仿生機(jī)械和流體機(jī)械等。相同的工作原理，相同的功能或服務(wù)于同一產(chǎn)業(yè)的機(jī)械有相同的問題和特點，因此機(jī)械工程就有幾種不同的分支學(xué)科體系。另外，全部機(jī)械在研究、開發(fā)、設(shè)計、制造、運用過程中，要經(jīng)過若干工作性質(zhì)不同的階段，依此，機(jī)械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機(jī)械科研、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制造、機(jī)械運用和維修等。這些分支學(xué)科系統(tǒng)互相交叉、互相重疊，使機(jī)械工程可能分化成上百個分支學(xué)科。例如按功能分的動力機(jī)械，與按工作原理分的熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械、往復(fù)機(jī)械、蒸汽動力裝置、核動力裝置，內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)，以及按行業(yè)分的中心電站設(shè)備、工業(yè)動力裝置、鐵路機(jī)車、船舶輪機(jī)工程、汽車工程等有復(fù)雜的交叉和重疊關(guān)系。船用汽輪機(jī)是動力機(jī)械，也是熱力機(jī)械、流體機(jī)械和透平機(jī)械，屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，也可能屬于核動力裝置。而驅(qū)動時鐘用的發(fā)條和重錘裝置也是動力機(jī)械，但不是熱力機(jī)械、流體機(jī)械、透平機(jī)械或往復(fù)機(jī)械。其他分支之間也有類似的重疊、交叉關(guān)系。分析這種復(fù)雜關(guān)系，研究機(jī)械工程最合理的分支系統(tǒng)，有一定的知識意義，但實用價值不大。 AP課程每個學(xué)校設(shè)置的不一樣，要根據(jù)你以后選擇專業(yè)的方向來做決定了。 機(jī)械工程專業(yè)分支細(xì)節(jié)分析 由于國內(nèi)的專業(yè)設(shè)置同美國高校是有些差異的,申請人需要根據(jù)自己的背景經(jīng)歷確定到底選擇什么方向?？偟膩碚f，申請ME要有很好的工程背景，即非常優(yōu)秀的數(shù)學(xué)和物理學(xué)的成績，良好的實際動手能力，即實驗儀器的操作，常用計算機(jī)軟件的熟練使用。但根據(jù)不同側(cè)重點，ME專業(yè)可以細(xì)分為以下幾大類： 能量大類，主要涉及的學(xué)科有：能量、摩擦、燃燒、流體這幾大類。 材料大類，主要涉及機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的納米微米材料，聚合工程，生物機(jī)械 制造，主要包括設(shè)計和制造兩大方向 控制類，包括計算機(jī)輔助工程，系統(tǒng)與自動控制，微電子系統(tǒng) 1、能量大類，主要涉及的學(xué)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(fēng)能、水能的能量轉(zhuǎn)換，能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其設(shè)備的設(shè)計制造，能量系統(tǒng)及熱力學(xué)，能量應(yīng)用（加熱/通風(fēng)/空調(diào)及制冷用能），能量及環(huán)境，環(huán)境能量技術(shù)評估，熱物理學(xué)，太陽能，清潔能源，清潔能源技術(shù)。 申請所需相關(guān)背景：申請此方向需要有很強(qiáng)的物理學(xué)基礎(chǔ)；當(dāng)偏流體學(xué)相關(guān)時，那么申請者相應(yīng)的流體力學(xué)、空氣動力學(xué)，熱力學(xué)等相關(guān)背景；如果有能量系統(tǒng)整體研究則要有很好的數(shù)學(xué)建模能力；在能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)備制造這一領(lǐng)域，則要有很好的Design and Manufacturing相關(guān)背景。 摩擦的主要研究方向: 摩擦?xí)r能量的轉(zhuǎn)換，同熱物理學(xué)結(jié)合非常緊密，并同新型材料的研究開發(fā)結(jié)合，對某些材料的相關(guān)摩擦性能進(jìn)行研究。 申請所需相關(guān)背景：物理學(xué)的研究內(nèi)容之一，所以申請此專業(yè)一定要有好的物理背景。除此之外根據(jù)不同的方向應(yīng)有熱力學(xué)或材料學(xué)相關(guān)背景。 燃燒的主要研究方向： 燃燒，燃燒及推進(jìn)，燃燒及能量，能量轉(zhuǎn)換，燃燒及熱傳遞，電氣推進(jìn)，渦輪及推進(jìn)，汽車工程中內(nèi)燃機(jī)的燃燒研究等。 申請所需相關(guān)背景：同摩擦一樣，物理背景必不可少，熱力學(xué)非常重要。當(dāng)然如果是偏向設(shè)備的話，那么就需要機(jī)械的設(shè)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(lǐng)域和能量領(lǐng)域。前者有空氣動力學(xué)，推進(jìn)，空間探索系統(tǒng)，后者有水電、風(fēng)電為主的流體能量轉(zhuǎn)換。另外還有環(huán)境及生物流體力學(xué)，流體動力學(xué)，流體物理學(xué)，熱力學(xué)，物質(zhì)專業(yè)。 申請所需相關(guān)背景：如果從事理論研究，則對物理、數(shù)學(xué)建模和流體力學(xué)要求非常高，如果是偏相關(guān)設(shè)備的研究則要很好的機(jī)械背景。 具有物理、流體力學(xué)、熱力學(xué)、空氣動力學(xué)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(jī)械領(lǐng)域內(nèi)的納米微米材料，聚合工程，生物機(jī)械 納米微米機(jī)械材料的主要研究方向： 納米技術(shù)的不斷發(fā)展給機(jī)械領(lǐng)域提供了一種全新的材料選擇的可能。目前和機(jī)械交叉的研究領(lǐng)域主要集中在：高級材料學(xué)，材料及固體力學(xué)，材料及機(jī)械系統(tǒng)，材料加工，材料機(jī)械特性，材料力學(xué)，材料力學(xué)及制造。 申請所需相關(guān)背景：需要有很強(qiáng)的材料學(xué)背景，同時要求有固體力學(xué)，材料力學(xué)，工程力學(xué)背景。 聚合工程的主要研究方向： 主要通過分子聚合技術(shù)為機(jī)械領(lǐng)域提供新型材料 申請所需相關(guān)背景：需要有很好的高分子材料相關(guān)背景，同時對材料力學(xué)的要求也比較高。 生物機(jī)械的主要研究方向： 生物機(jī)械，生物力學(xué)，生物機(jī)械工程，生物材料與設(shè)備，材料力學(xué)，生物傳感器，納米技術(shù)，活細(xì)胞封裝，工程生物力學(xué)，生物醫(yī)學(xué)機(jī)械工程，神經(jīng)工程學(xué)，整形外科工程，感覺及神經(jīng)系統(tǒng)研究，運動生物力學(xué)，人造心臟。 申請所需相關(guān)背景：這是典型的新興學(xué)科同傳統(tǒng)基礎(chǔ)學(xué)科結(jié)合的表現(xiàn)。總體來說，此方向需要生物學(xué)，機(jī)械工程和醫(yī)學(xué)知識三個領(lǐng)域的知識背景。單純的生物或醫(yī)學(xué)背景是很難適應(yīng)此學(xué)科的要求的，需要在具備機(jī)械背景的同時擁有生物，或者醫(yī)學(xué)知識，尤其是生物學(xué)知識。這里所說的機(jī)械背景主要指機(jī)械中基本的制造，力學(xué)，材料背景。但要求不會像前面幾個學(xué)科中對純力學(xué)或材料背景那么高的要求。另外對于神經(jīng)工程學(xué)，感覺及神經(jīng)系統(tǒng)研究，人造心臟這些方向，處了需要醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)知識外，還要有很好的EE背景（信號模擬，信號傳輸?shù)龋? 3、制造，主要包括設(shè)計和制造兩大方向 設(shè)計的主要研究方向： 機(jī)械設(shè)計，產(chǎn)品設(shè)計，設(shè)計方法學(xué)，計算機(jī)輔助設(shè)計，工程設(shè)計 申請所需相關(guān)背景：設(shè)計在國內(nèi)主要以工業(yè)設(shè)計學(xué)院的形式設(shè)置。ME中的Design，適合的申請者一般具有機(jī)械理論基礎(chǔ)（分具體機(jī)構(gòu)和整體制造流程理論兩大方面），同時又有設(shè)計基礎(chǔ)——包括一定的藝術(shù)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(jī)輔助制造，產(chǎn)品實現(xiàn)，高級制造，制造科學(xué)，制造系統(tǒng)，納米制造。 申請所需相關(guān)背景：國內(nèi)ME學(xué)生的主要申請方向集中于此，而且多集中于機(jī)械制造和計算機(jī)輔助制造。對于此專業(yè)的學(xué)生，申請首先需要基本的機(jī)械工程學(xué)背景，包括：機(jī)械原理，機(jī)械制造和固體力學(xué)背景。另外，對于產(chǎn)品實現(xiàn)，高級制造和計算機(jī)輔助制造，一定要有很強(qiáng)的計算機(jī)背景，包括計算機(jī)語言編程，設(shè)計軟件的使用；納米制造則首先要有很好的納米技術(shù)應(yīng)用背景，然后具備一定的工程學(xué)知識。 4、控制類，包括計算機(jī)輔助工程，系統(tǒng)與自動控制，微電子系統(tǒng) 計算機(jī)輔助工程的主要研究方向： 計算流體力學(xué)，計算工程及信息技術(shù)，計算力學(xué)，計算科學(xué)及工程，計算機(jī)輔助工程，計算機(jī)輔助設(shè)計，力學(xué)建模，數(shù)學(xué)計算建模，數(shù)字推進(jìn)，數(shù)字方法，數(shù)字模擬，虛擬現(xiàn)實應(yīng)用。 申請所需相關(guān)背景：極強(qiáng)的數(shù)學(xué)背景——應(yīng)用數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)建模，計算工程，同時還需要計算機(jī)語言能力和計算機(jī)軟件運用能力。如果能在具有這些能力的同時還能有相應(yīng)的其他背景（如申計算流體力學(xué)有流體力學(xué)背景，申計算機(jī)輔助設(shè)計有設(shè)計經(jīng)歷，計算工程及信息技術(shù)有EE背景）那么會使自己在申請中得到很大程度上的加分。 系統(tǒng)與自動控制的主要研究方向： 系統(tǒng)控制，控制/設(shè)計/制造，控制及動力學(xué)，控制/機(jī)器人/儀表，動力學(xué)系統(tǒng)及控制，動力學(xué)系統(tǒng)/控制及機(jī)械人，旋轉(zhuǎn)機(jī)械動力學(xué)，動力學(xué)/振動/聲學(xué)，系統(tǒng)動力學(xué)及控制，系統(tǒng)識別及控制，系統(tǒng)/測量/控制，智能機(jī)械系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)，非線性動力學(xué)及適應(yīng)控制，非線性飛行控制，機(jī)械人學(xué)，機(jī)械人及控制，機(jī)械人及動力學(xué)，機(jī)械人及自主系統(tǒng)，機(jī)械人及人機(jī)交互，轉(zhuǎn)動體動力學(xué)，自動化，自動推進(jìn)系統(tǒng)，自動巡航系統(tǒng)。 申請所需相關(guān)背景：需要數(shù)學(xué)、計算機(jī)語言編程、基本的EE相關(guān)背景（電子電路知識）、控制的魯棒與最優(yōu)控制、魯棒多變量控制系統(tǒng)、大規(guī)模動態(tài)系統(tǒng)、多變量系統(tǒng)的標(biāo)識、最小最大控制與動態(tài)游戲、用于控制 與信號處理的自適應(yīng)系統(tǒng)、隨機(jī)系統(tǒng)、線性與非線性評估的設(shè)計、隨機(jī)與自適應(yīng)控制等等，同時根據(jù)不同側(cè)重點，應(yīng)有相應(yīng)的設(shè)計制造、動力學(xué)、儀表等相關(guān)背景。 微電子系統(tǒng)的主要研究方向： MEMS，納米制造，微機(jī)械與納機(jī)械裝置，超聲微噴流（Microjet）和微米尺度電機(jī)，納米尺度熱量流動，微流體，微重力，微尺度熱傳遞，微米/納米系統(tǒng)，納米摩擦學(xué)，納米力學(xué)。 申請所需相關(guān)背景：MEMS是一個極端多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，最基礎(chǔ)的方面是微制備技術(shù)的加工知識，制造微小結(jié)構(gòu)的方法，同納米技術(shù)結(jié)合緊密，所以很強(qiáng)的納米技術(shù)必不可少。同時根據(jù)不同側(cè)重點還需要有基本的機(jī)械理論知識，流體，力學(xué)相關(guān)知識。 總體來說，ME專業(yè)中申請難度如下： 最難申請的：系統(tǒng)與自動控制，MEMS，計算機(jī)輔助工程。 其次：制造，設(shè)計。 較易申請的：納米材料，生物機(jī)械，聚合工程。