美国留学专业解析|美国机械工程专业

机械工程专业是国内工科背景学生较常申请的，此专业需要申请者有非常优秀的数学和物理学的基础；良好的动手能力和计算机专业背景。而且中国的专业设置同美国高校是有些差异的，美国 95% 以上的学校，就是一个机械工程（ ME ）专业，而国内细分化的那些方向变成了这个专业下的 concentration ，学生可凭借个人兴趣和爱好去选择。

机械工程（ ME ）专业领域非常多样化，老师把机械工程按照专业领域分成了能量类、制造类、设计力学类三个大类，并详细罗列了每个大类的具体研究领域、所学课程和就业方向。并且解释了机械工程的方向与其他专业相同领域方向的区别。

从申请要求上来说，申请美国机械工程（ ME ）专业需要有良好的工科背景，例如非常优秀的数学和物理学的基础；需要良好的动手能力，例如参加过各种竞赛（比如机器人大赛）即是动手能力的体现；需要良好的计算机专业背景，例如编程能力。中国的专业设置同美国高校是有些差异的，中国是小专业，美国是大专业。比如说机械工程（ ME ）相关专业，中国就有机械工程、车辆工程、自动化（很多本专业的学生申请的是 EE 专业的嵌入式方向）等等。如果再细化分，还会有很多。但是美国 95% 以上的学校，就是一个机械工程（ ME ） 专业， 只有极个别的学校，会专门把机械工程下的专业方向单独列成一个专业，比如克莱蒙森大学单独开设有车辆工程。而我们细分化的那些方向变成了这个专业下的 concentration ，这个 concentration 则凭借个人兴趣和爱好去选择。

每一个学校机械工程专业的方向并不完全相同，但是总体可以分为三大类，下面就为您一一阐述。 

能源类

Energy 是 ME 和物理学的基础领域， Energy 的形式包括热能、辐射能、动力学、电气、化学、核能等。它主要是侧重于从一种能量转化为另一种更有用的能量， 能量的来源既有可再利用的（例如太阳能、风能、流体动力、地热和生物能量），也有不可再用的（例如石油、天然气、煤和铀）。

以 University of Michigan 为例， Energy 的研究领域大概包括：

IC engines an engine systems esign 内燃机和发动机系统设计；

Combustion 燃烧；

Pollutant formation 污染物质的形成；

Simulation of vehicle systems 车载系统仿真；

Computational methos for reacting flows 反应流的计算方法；

Microscale power generators 微 型 电 力 发 动 机 ； Self-assemble nanostructures for energy applications 用自组装纳米结构实现能源利用；

Nanostructure energy conversion evices 纳米结构能量转换装置；

Concentrate solar power system 专注太阳能系统；

Laser techniques for combustion iagnostics 用激光技术进行燃烧诊断；

Materials an systems for energy storage 能量储存的材料和系统。

文章上面说了， Energy 方面涉及到能源的方方面面。但是这里面就会与其他的专业有很多的交叉，比如说 EE 也涉及到能源， Chemical Engineering 也涉及到能源，核物理或工程也涉及到能源。那么他们之间有什么差异呢？这是很多申请者都关心的问题，其实这点说起来非常简单， ME 更加偏向于设备的研究和学习， EE 则是能源的存储和传输方面的研究和学习，其他专业下的那些更多的是原理层面的研究和学习。 

Manufacturing 制造类

为了不断提高操作效率，机械工程师会设计和制造一系列的机器与系统。空气污

染控制、自动化、物料搬运和设备运转技术都是专注于制造类的工程师所专注的领域。

依然以 University of Michigan 为例，学校在该 Manufacturing 方面所研究的领域包括：

Nanotube structures an evices 纳米管结构和设备；

Mass customization an systems 大规模定制系统；

Laser weling an joining （ fabrication an moeling ）激光焊接和连接（制造和建模）；

Reconfigurable manufacturing 可重构制造；

Laser micromachining 激光微加工；

Precision manufacturing 精密制造；

Biomeical evices 生物医学设备；

Metal ultra high spee cutting 金属超高速切削；

Global health esign 全球卫生设计；

Afforable meical evice esign 负担得起的医疗设备设计；

Sustainable machining processes an systems esign 可持续的机器加工和系统设计。

这个大方向不仅仅需要物理方面的知识，还有很多知识是和计算机相交叉的。比如说在这个大方向下的自动化，不仅仅涉及到 ME 的知识，还涉及到 EE 和 CS 的知识。一般来说这个方向的学生都会学习：机械原理，固体力学等等课程。因为这个专业方向有个特点，新兴方向非常依赖计算机工具， 比如说在设计东西的时候，需要计算机辅助，因此它的很多知识与计算机相交叉。

从申请方面来说：由于美国的大专业制，大部分 ME 学生，自动化学生，车辆工程等大 ME 类的学生，以及部分学习物理的学生，都适合学习这个方面。 

Design Mechanices 设计力学类

该领域主要是设计消费者和工业界所需的设备，家用电器、汽车、计算机硬件、工厂设备、宇宙飞船、飞机，所有这些任何需要机械运动的东西，都是由该领域的工程师来设计的，当然很多时候是与其它领域的设计师一起完成的，比如说计算机硬件设计，不仅仅要考虑到工程特性的设计，如耐用性等，也需要考虑到外观设计，而这就需要和计算机领域的专业人士一起来完成。其中一个越来越受机械工程师关注的领域是医学生物技术，多数是做一些生物医疗器械，而这个方向又跟材料科学， EE 和 CS 相交叉了。

在 University of Michigan 的 Design 领域，它有这些研究方向：

Micro an Nano precision systems 微型和纳米精度系统；

Smart structures an materials 智能结构和材料；

Nanoscale systems 纳米系统；

Compliant mechanisms 柔性结构；

Multiisciplinary esign optimization 多学科设计优化； Assembly ， isassembly an supply chains 组装、拆卸和供应链；

Meical evice esign 医学设备设计； Global health esign 全球卫生设计；

Sustainable esign of proucts ， processes ， an policies 可持续的产品、流程和政策的设计。

好的设计工程师要求对客户需求、服务环境、工业标准、材料、生产过程和公差有一个深入的了解。为了使设计工程进展顺利， CAD 通常是必备工具，比如计算、建模和模拟。学习该领域的申请者对 CAD 不会陌生，几乎所有的物理产品和工具是这样设计出来的。

在申请的时候，需要具有很强的力学相关的知识，以及机械理论方面的基础知识

（分为整体制造和流程理论两大分支），这里又会跟工业设计有一些交叉。但是与工业设计还是不一样的。工业设计是偏向于艺术类的专业，需要申请者有很强的艺术功底，在申请过程中也需要提交作品集。而在 ME 里的设计，并不需要这些条件。因为他们的 Design 更多的是可行性的设计，比如设计一款手机的外壳， 使用一种材料，是否可以达到一定的强度以起到保护手机的作用，同时厚度又不会太厚。而美观的设计那是工业设计里需要学习的。

总之，国内的专业设置和美国相差很大，在出国读研的时候，专业的选择，切忌望文生义，选择方向要比选择专业更合理，一定要在专业的老师指导下，做出合理的选择。