美国留学机械工程专业知多少?
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美国留学机械工程专业知多少?

2021-10-28...

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无论是新兴的无人驾驶交通工具,还是海陆和外太空探索机器人,都离不开这个专业-机械工程,跟随陈老师来了解一下吧!

谈及机械工程专业,大到万吨巨轮,小到移动电话,高精到海陆空探测机器人,普通到螺丝钉的制造,很多对人类未来至关重要的技术都根植于这个质量、运动、力和能量的技术领域,都离不开机械工程专业的人才。机械工程专业是以培养现代机械工程师为目的的专业,也是我国高校开设得最久的专业之一。多年来,它长盛不衰的奥秘就在于:无论一个社会的文明发展到何等程度,都离不开机械制造。

机械工程(Mechanical Engineering)是工程学科的一个传统分支,历史悠久,所属广泛。这个学科研究的是物理和材料科学原理为基础、结合生产实践中的技术经验,研究和解决在机械系统的分析、设计开发、制造、安装、使用、维护等方面的多种课题。那机械工程专业具体有哪些分支呢?今天陈老师就带着大家来分类看一看。

一、机械工程专业分支

机械工程专业细分繁多,具体的可以细分为以下几大类:

能源大类:主要包括 能量、摩擦、燃烧、推进及流体这几大类。

制造大类:主要包括 机械设计和机械制造两大方向。

材料大类:主要包括 机械领域内的纳米微米材料、聚合工程,生物机械。

控制大类:主要包括 计算机辅助工程,系统与自动控制,微电子系统。

1.能源大类

能源大类包括太阳能、风能、流体动力、地热和生物能量等可再生能量之间的转化,也包括了石油、天然气、煤和铀等不可再生能源之间的转化。能源大类中主要包括了能源、摩擦、燃烧、流体这四个方向,目前能源和流体方向比较火热,陈老师着重说一下这两个方向。

a.能源方向

能源方向的研究主要集中在新能源的开发,和各种能量转换设备的设计和制造上。以University of Michigan为例,Energy的研究领域跨越了能源研究的每一个层次,包括了高效能源转换、储存材料、设备的设计和制造到工业过程、电力系统的有效利用,以及其对能源政策的影响等多个方向。

各个国家都很重视能源方面的研究,能源方向的就业前景还是比较可观的。这个方向的毕业生,既可以在Industry里从事与电能、天然气和石油相关的职业,还可以从事替代或者补充传统能源的新能源物质(太阳能、风能和地热系统等)的开发工作。

B.流体方向

这个方向的研究内容,主要在航空航天领域和能量转换的相关领域。Stanford,Cornell,Princeton,Caltech,UCB等是在这方向上比较厉害的学校,但又各有偏重,比如斯坦福大学是湍流中心、康奈尔大学以CFD为主、而加州大学伯克利分校的重点在于传热方面等。

在就业方面可能不太利于留学生在美国找到像波音,民航飞机等这方面的工作,因为这方面会涉及到美国方面的国土安全,即便留学生很优秀,他们也不会录用。但这个方向还是有许多其他出路的,像CFD都是就业机会较多又不看身份的专业方向。并且还可以做faculty,走学术道路也是非常不错的选择。

2.制造大类

制造大类主要包括了设计和制造两大方向。

a.设计方向

设计的主要研究方向有:机械设计、产品设计、设计方法学、计算机辅助设计、工程设计等。申请这个方向的学生需要具备机械理论基础(分具体机构和整体制造流程理论两大方面)和设计基础(比如素描功底和电脑绘图软件Photoshop, ProE等的运用)。并且与工业设计不同的是,ME的设计更偏向于实用性,更注重产品的选材设计。

b.制造方向

制造的主要研究方向有:计算机辅助制造、产品实现、高级制造、制造科学、制造系统、纳米制造等,同时也是国内的同学们比较热于申请的方向,竞争场面很是激烈。

美国学校基本都以Design & Manufacturing存在,个别大学像佐治亚理工学校、密西根安娜堡分校等是将Manufacturing单独设立的,在制造方面实力比较雄厚。一般来说美国大学里的Design & Manufacturing方向规模都不大,但就业却很占优势。因为该方向的毕业生,通常会参与某样产品相应的制造系统的研发设计以及制造,美国很多的制造业或者高科技公司都需要这方面的人才。

3.材料大类

这个大类涉及的是机械领域的纳米微米材料,聚合工程,生物机械等方向。

a.纳米微米机械材料

纳米技术作为一门新兴的技术,与机械领域在材料及固体力学、材料机械特性等领域互有交叉,为机械领域提供了一种全新的材料选择的可能,所以发展前景十分可观。

b.生物机械方向

这个方向是新兴学科与传统基础学科相碰撞而产生的新方向,主要集中在生物机械、生物材料与设备、生物医学机械工程,神经工程学等生物学领域,因此有生物学、机械工程或医学知识等领域的知识背景的申请者,会更受青睐。

4.控制大类

控制大类主要包括了计算机辅助工程,系统与自动控制,微电子系统声学、激光技术、光电测量,声音动力学、公路噪音控制、震动等领域。

a.计算机辅助工程

这个领域更偏向于EE和CS,对于拥有EE和CS背景的申请者是比较欢迎的,受欢迎的同时,竞争也很激烈,是ME申请方向中最难的一个,当然就业前景也是非常可观的。

b.微电子系统

该方向是和EE方向的专业设置有交叉的一门新兴学科,正是由于EE专业中也有这个方向的设置,因此也颇受申请者的欢迎。由于微电子系统的研究方向主要围绕着纳米方面,所以有强纳米材料背景的申请者在申请中略有优势。

5.声学光学

除了以上列举的四个方向之外,还有声学和光学两个新兴的小方向。

二、 课程设置

同学们一定想提前了解在美国读这个专业到底需要学哪些课程?以下是这个专业的一些典型课程设置,其实可以把它理解为数学、物理学、机械和工程的混合体。

数学(微积分、微分方程、线性代数)Mathematics (in particular, calculus, differential equations, and linear algebra)

• 基本物理科学 Basic Physical sciences (including physics and chemistry)

• 静力学与动力学 Statics and dynamics

• 材料与固体力学强度 Strength of materials and solid mechanics

• 材料工程与复合材料 Material Engineering, Composites

• 热力学、热传学、能量转换与HVAC(制热、通风与空调控制)Thermodynamics, heat transfer, energy conversion, and HVAC

• 燃料与内燃机 Fuels, combustion, Internal combustion engine

• 流体力学 Fluid mechanics (including fluid statics and fluid dynamics)

• 机器设计 Mechanism and Machine design (including kinematics and dynamics)

• 仪器仪表与计量 Instrumentation and measurement

• 制造工程 Manufacturing engineering, technology, or processes

• 震动控制理论与控制工程 Vibration, control theory and control engineering

• 液压与气动 Hydraulics, and pneumatics

• 机电与机器人 Mechatronics, and robotics

• 工程设计与产品设计 Engineering design and product design

• 计算机辅助设计与制造 computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM)

• 微机电系统 Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS

三、机械工程申请要求

今天也给大家整理了下机械工程整体的申请要求,希望可以助力大家早早开始新的申请季。一般来说,申请材料包括:成绩单语言成绩-托福或雅思,GRE申请文书-CV(个人简历), RL(推荐信),PS(个人陈述),在线网申+申请费。

机械工程在美国有MS (Master of Science, 理学硕士)和ME(Master of Engineering,工学硕士)两种学位设置,MS学位学制是两年,ME的学位多为一年。绝大部分申请人申请的是MS学位,两年的花费是在50~70万ME一年的花费在30-40万

机械工程不同细分方向下申请难度是有区别的。一般来说,最难申请的是系统与自动控制、MEMS、计算机辅助工程。其次是:制造和设计。而纳米材料、生物机械、聚合工程则申请难度适中。想了解更具体的常见机械工程学校申请要求,赶快来联系我获取吧!


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