美国机械工程专业介绍及就业分析

　　一、机械工程专业介绍

　　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、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。机械是现代社会进行生产和服务的五大要素(人、资金、能源、材料和机械)之一，并参与能量和材料的生产。

　　机械工程的学科内容，按工作性质可分为以下方面：①建立和发展可实际和直接应用于机械工程的工程理论基础。如工程力学、流体力学、工程材料学、材料力学、燃烧学、传热学、热力学、摩擦学、机构学、机械原理、机械零件、金属工艺学和非金属工艺学等。②研究、设计和发展新机械产品，改进现有机械产品和生产新一代机械产品，以适应当前和未来的需要。③机械产品的生产，如生产设施的规划和实现、生产计划的制订和生产调度、编制和贯彻制造工艺、设计和制造工艺装备、确定劳动定额和材料定额以及加工、装配、包装和检验等。④机械制造企业的经营和管理，如确定生产方式、产品销售以及生产运行管理等。⑤机械产品的应用，如选择、订购、验收、安装、调整、操作、维修和改造各产业所使用的机械产品和成套机械设备。⑥研究机械产品在制造和使用过程中所产生的环境污染和自然资源过度耗费问题及处理措施。

　　二、专业方向

　　ME在美国大学里算是一个非常全而精的专业，方向非常细，下面我们具体介绍一下每一个研究方向以及申请时相应具备的基本专业背景条件：

　　能量类

　　1. 能量

　　主要研究方向：能量及流体，主要包括风能、水能的能量转换、能量转换系统及其设备的设计制造、能量系统及热力学、能量应用(加热/通风/空调及制冷用能)、能量及环境、环境能量技术评估、热物理学、太阳能、清洁能源、清洁能源技术。

　　申请所需相关背景：申请此方向需要有很强的物理学基础;当偏流体学相关时，那么申请者相应的流体力学、空气动力学，热力学等相关背景；如果有能量系统整体研究则要有很好的数学建模能力；在能量转换系统设备制造这一领域，则要有很好的Design and Manufacturing相关背景。

　　2. 摩擦

　　主要研究方向：摩擦时能量的转换，同热物理学结合非常紧密，并同新型材料的研究开发结合，对某些材料的相关摩擦性能进行研究。

　　申请所需相关背景：物理学的研究内容之一，所以申请此专业一定要有好的物理背景。除此之外根据不同的方向应有热力学或材料学相关背景。

　　3. 燃烧

　　主要研究方向：燃烧、燃烧及推进、燃烧及能量、能量转换、燃烧及热传递、电气推进、涡轮及推进、汽车工程中内燃机的燃烧研究等。

　　申请所需相关背景：同摩擦一样，物理背景必不可少，热力学非常重要。当然如果是偏向设备，那么就需要机械的设计制造与控制背景了。

　　4. 流体

　　主要研究方向：主要针对两大主要方向：航空航天领域和能量领域。前者有空气动力学，推进，空间探索系统，后者有水电、风电为主的流体能量转换。另外还有环境及生物流体力学，流体动力学，流体物理学，热力学，物质专业。

　　[page]申请所需相关背景：如果从事理论研究，则对物理、数学建模和流体力学要求非常高，如果是偏相关设备的研究则要很好的机械背景。

　　材料类

　　1. 纳米微米机械材料

　　主要研究方向：纳米技术的不断发展给机械领域提供了一种全新的材料选择的可能。目前和机械交叉的研究领域主要集中在：高级材料学、材料及固体力学、材料及机械系统、材料加工、材料机械特性、材料力学、材料力学及制造。

　　申请所需相关背景：需要有很强的材料学背景，同时要求有固体力学，材料力学，工程力学背景。

　　2. 聚合工程

　　主要研究方向：主要通过分子聚合技术为机械领域提供新型材料

　　申请所需相关背景：需要有很好的高分子材料相关背景，同时对材料力学的要求也比较高。

　　3. 生物机械

　　主要研究方向：生物机械，生物力学，生物机械工程，生物材料与设备，材料力学，生物传感器，纳米技术，活细胞封装，工程生物力学，生物医学机械工程，神经工程学，整形外科工程，感觉及神经系统研究，运动生物力学，人造心脏。

　　申请所需相关背景：这是典型的新兴学科同传统基础学科结合的表现。总体来说，此方向需要生物学，机械工程和医学知识三个领域的知识背景。单纯的生物或医学背景是很难适应此学科的要求的，需要在具备机械背景的同时拥有生物，或者医学知识，尤其是生物学知识。这里所说的机械背景主要指机械中基本的制造，力学，材料背景。但要求不会像前面几个学科中对纯力学或材料背景那么高的要求。另外对于神经工程学，感觉及神经系统研究，人造心脏这些方向，处了需要医学、生物学、工程学知识外，还要有很好的EE背景(信号模拟，信号传输等)。

　　制造类

　　1. 设计

　　主要研究方向：机械设计，产品设计，设计方法学，计算机辅助设计，工程设计

　　申请所需相关背景：设计在国内主要以工业设计学院的形式设置。ME中的Design，适合的申请者一般具有机械理论基础(分具体机构和整体制造流程理论两大方面)，同时又有设计基础——包括一定的艺术功底(素描)，电脑绘图软件(Photoshop，ProE等)的运用。

　　2. 制造

　　主要研究方向：计算机辅助制造，产品实现，高级制造，制造科学，制造系统，纳米制造。

　　申请所需相关背景：国内ME学生的主要申请方向集中于此，而且多集中于机械制造和计算机辅助制造。对于此专业的学生，申请首先需要基本的机械工程学背景，包括：机械原理，机械制造和固体力学背景。另外，对于产品实现，高级制造和计算机辅助制造，一定要有很强的计算机背景，包括计算机语言编程，设计软件的使用;纳米制造则首先要有很好的纳米技术应用背景，然后具备一定的工程学知识。

　　控制类

　　[page]1. 计算机辅助工程

　　主要研究方向：计算流体力学，计算工程及信息技术，计算力学，计算科学及工程，计算机辅助工程，计算机辅助设计，力学建模，数学计算建模，数字推进，数字方法，数字模拟，虚拟现实应用。

　　申请所需相关背景：极强的数学背景——应用数学，数学建模，计算工程，同时还需要计算机语言能力和计算机软件运用能力。如果能在具有这些能力的同时还能有相应的其他背景(如申计算流体力学有流体力学背景，申计算机辅助设计有设计经历，计算工程及信息技术有EE背景)那么会使自己在申请中得到很大程度上的加分。

　　2. 系统与自动控制

　　主要研究方向：系统控制，控制/设计/制造，控制及动力学，控制/机器人/仪表，动力学系统及控制，动力学系统/控制及机械人，旋转机械动力学，动力学/振动/声学，系统动力学及控制，系统识别及控制，系统/测量/控制，智能机械系统，智能交通系统，机械系统，非线性动力学及适应控制，非线性飞行控制，机械人学，机械人及控制，机械人及动力学，机械人及自主系统，机械人及人机交互，转动体动力学，自动化，自动推进系统，自动巡航系统。

　　申请所需相关背景：需要数学、计算机语言编程、基本的EE相关背景(电子电路知识)、控制的鲁棒与最优控制、鲁棒多变量控制系统、大规模动态系统、多变量系统的标识、控制与动态游戏、用于控制与信号处理的自适应系统、随机系统、线性与非线性评估的设计、随机与 自适应控制等等，同时根据不同侧重点，应有相应的设计制造、动力学、仪表等相关背景。

　　3. 微电子系统

　　主要研究方向：MEMS，纳米制造，微机械与纳机械装置，超声微喷流(Microjet)和微米尺度电机，纳米尺度热量流动，微流体，微重力，微尺度热传递，微米/纳米系统，纳米摩擦学，纳米力学。

　　申请所需相关背景：MEMS是一个多学科交叉的领域，最基础的方面是微制备技术的加工知识，制造微量结构的方法，同纳米技术结合紧密，所以很强的纳米技术必不可少。同时根据不同侧重点还需要有基本的机械理论知识，流体，力学相关知识。

　　三、就业前景分析

　　从职位上来说，机械工程仍然还是属于现在比较热门的专业，所以从事行业广泛，从顾问工程师，工业工程师，塑料制造工程师，安全技术工程师，到测试工程师，汽车工程师，生产制造工程师，设计工程师，研究开发技术人员等等。

　　从服务领域来说，机械工程的服务领域广阔而多面，凡是使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，无不需要机械工程的服务。概括说来，现代机械工程有五大服务领域：

　　1. 研制和提供能量转换机械，包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，以及将机械能转换为所需要的其他能量(电能、热能、流体压力能、势能等)的能量变换机械。

　　2. 研制和提供用以生产各种产品的机械，包括应用于第一产业的农、林、牧、渔业机械和矿山设备，以及应用于第二产业的各种重工业机械和轻工业机械。

　　3. 研制和提供从事各种服务的机械，包括交通运输机械、物料搬运机械、办公机械、医疗器械、通风、采暖和空调设备、除尘、净化、消声等环境保护设备等。

　　4. 研制和提供家庭和个人生活中应用的机械，如洗衣机、冰箱、钟表、照相机、运动器械等。

　　5. 研制和提供各种机械武器。

　　[page]总的来说，机械工程是就业市场上不倒翁，就如美国经济学家所言，不管经济如何衰退，社会对工程师的需求永远不会减少。2009年美国机械工程专业大学毕业生的平均起薪是5万8766美元，比2008年毕业生的平均年薪增加了3.1%。由于美国经济放缓，机械工程专业的毕业生市场需求量也减弱，但仍保持一定比例的增长。美国劳工部预测，到2016年，就业市场对大学机械工程专业毕业生的总体需求量会增加4%。一般预计，在生物工程、原材料科学和纳米技术等领域，对机械工程专业大学毕业生的需求量会有较大增加。

　　四、申请条件

　　总的来说，机械工程专业申请难度如下：最难申请的：系统与自动控制，微机电系统(MEMS)，计算机辅助工程。其次：制造，设计。较澳际请的：纳米材料，生物机械，聚合工程。

　　美国选校众多，怎么划分自己的申请范围是关键，个人的条件是否符合理想院校的录取要求，一定要反复在学校官网上查询。但让很多同学头痛的是，官网上公布的条件基本都是最低要求，而从每一年学校招收后公布出来的录取情况，和最低要求差距是很大的。所以我们总结出来综合前100的大学的较有竞争力的条件如下：

　　Top 10

　　1.G，T可能不一定要很高，但是你一定要有好的GPA，非常牛的背景：国内三大申请牛校(清华、北大、澳际大)之一的学习经历，有非常好的RA经历，或有非常牛的Paper(在IF大于4.0的国际期刊上发表)。一般对很多牛人来说，这两个会同时出现。然后专业课程、专业技能方面很出色

　　2.G，T，GPA成绩非常高(G600/790/4.5，T110/7.0以上)，出身于上述牛校，有比较出色的RA经历，有一定水平的Paper。最好再有很牛的推荐人，比较出色的PS等。

　　Top20-50

　　这样的学校虽然也会招上述的两类人，只是标准会微微降低。另外他们会更对硬件要求高一些。申请这些学校需要优秀的G，T成绩(G550/790/4.0，T105/6.5以上)GPA3.6左右，可以是国内牛校本专业仅次于申请美国Top10的人，也可以是国内Top20学校的本专业的Top3-Top5学生。

　　Top60-100

　　这是中国学生申请的最重要学校群。前两个档次的会拿这些学校中不错的一部分作为保底，而其他学校的优秀学生会把主要目标放在这部分学校。这部分基本来自于国内学校Top50的专业rank在25%左右的学生。TG成绩还是会有比较严格的要求(G450/780,T90/6.5以上)

　　五、推荐院校

　　加州理工学院 (California Institute of Technology)

　　加州大学伯克利分校 (University of California Berkeley)

　　佐治亚理工学院 (Georgia Institute of Technology)

　　伊利诺伊大学厄本那—香槟分校 (University of Illinois Urbana Champaign)

　　普渡大学西拉法叶校区 (Purdue University, West Lafayette)

　　卡内基梅隆大学　(Carnegie Mellon University)

　　约翰·霍普金斯大学　(Johns Hopkins University)

　　德克萨斯大学奥斯汀分校 (The University of Texas at Austin)

　　宾州州立大学 (Pennsylvania State University)

　　德克萨斯A&M大学 (Texas A&M University)

　　明尼苏达大学双城分校(University of Minnesota Twin Cities)

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