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美国留学之机械工程专业详解

王萌
2019-02-14 10:52:07
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美国留学之机械工程专业详解

美国机械工程研究生具体研究领域包含如下几个大类:

能量大类:主要涉及能量、摩擦、燃烧、流体这几类 ;

材料大类:主要涉及机械工程领域内的纳米微米机械材料、聚合工程、生物机械等 ;

制造类:主要包括机械的设计和制造两大方向 ;

控制类:主要包括计算机辅助工程、系统与自动控制、微电子系统等。

下面详细介绍这几大类:

 1 、 能量大类, 主要涉及的学科有:能量、摩擦、燃烧、流体这几大类。能量的主要研究方向: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 an Manufacturing 相关背景。摩擦的主要研究方向 : 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。燃烧的主要研究方向: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的话,那么就需要机械的设计制造与控制背景了。流体的主要研究方向: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。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。具有物理、流体力学、热力学、空气动力学等理论研究背景的申请者选择以上几个方向。

2 、 材料大类, 主要涉及机械领域内的纳米微米材料,聚合工程,生物机械纳米微米机械材料的主要研究方向: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。聚合工程的主要研究方向: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。 . 生物机械的主要研究方向: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)。

3 、 制造大类,主 要包括设计和制造两大方向设计的主要研究方向: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 &mash;&mash; 包括一定的艺术功底(素描),电脑绘图软件( Photoshop , ProE 等)的运用。制造的主要研究方向: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。

4、系统控制大类 ,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、最小最大控制与动态游戏、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。

总体来说,

ME 专业中申请难度如下:最难申请的:系统与自动控制, MEMS ,计算机辅助工程。其次:制造,设计。较易申请的:纳米材料,生物机械,聚合工程。 职业发展顾问工程师,工业工程师,塑料制造工程师,安全技术工程师,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。

 

就业前景该专业的美国就业市场巨大,在工程类专业中,机械工程的市场需求率排名第一。约有 80% 的毕业生进入制造业工作。比如说为电梯、汽车、割草机和生产设备设计引擎,有些机械工程师也从事设计开发减少环境污染的新能源体系。机械工程师在工业企业、商业、政府部门和大学都有广泛分布,服务于科研、设计、开发、测试、制作、操作、市场营销、销售、管理等领域的人和设备。预计对于机械和材料工程的毕业生将会有持续的需求。 

 

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