美国机械工程专业都学哪些内容？

美国留学机械工程专业是工程之母，所有的行业几乎都离不开机械专业知识。作为传统的工科专业，机械工程有着悠久的发展历史，时至今日无论是在中国还是美国，其都有较为成熟的教育体系。因此，对于拥有良好工科背景，特别是数学和物理知识基础扎实的学生来说，是很好的选择。下面带你详细了解一下美国机械工程专业。

机械工程是一门涉及利用物理定律为机械系统作分析、设计、生产及维修的工程学科。机械工程所处理的，是把能量及物料转化成可使用的物品。从宏观的角度来看，我们生活中所接触的每一件物件，其制造过程均可说与机械工程有关。美国大学机械工程专业是众多工程学科中范围最广的一科。 机械工程主要包括八个大的方向：能量、热学;设计、制造;控制、机器人;材料;机电一体化、微机电;车辆;生物工程;流体力学、空气动力学等，其中能量、热学;设计、制造;控制、机器人这三大方向是比较主要的申请方向。

数学(微积分、微分方程、线性代数)：Mathematics

(in particular, calculus, ifferential equations, an linear algebra)

基本物理科学：Basic Physical sciences (incluing physics an chemistry)

静力学与动力学：Statics an ynamics

材料与固体力学强度：Strength of materials an soli 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)：Thermoynamics, heat transfer, energy conversion, an HVAC

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

流体力学：Flui mechanics (incluing flui statics an flui ynamics)

机器设计：Mechanism an Machine esign (incluing kinematics an ynamics)

仪器仪表与计量：Instrumentation an measurement

制造工程：Manufacturing engineering, technology, or processes

震动控制理论与控制工程：Vibration, control theory an control engineering

液压与气动：Hyraulics, an pneumatics

机电与机器人：Mechatronics, an robotics

工程设计与产品设计：Engineering esign an prouct esign

计算机辅助设计与制造：computer-aie esign (CAD) an computer-aie

manufacturing (CAM)

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

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 an 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的话，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。

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。

咨询顾问建议具有物理、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。

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)。

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。

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、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。

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是一个极端多学科交叉的领域，最基础的方面是微制备技术的加工知识，制造微小结构的方法，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。

通常如果你有托福90+，GRE315+，这个硬指标就不太妨碍你申请到美国机械工程的牛校的录取。但有个别大学的研究生院会对托福有比较高的要求，100分就成为一个槛儿。好在美国工科牛校不都是那么不长眼，这就是为什么很多同学虽然只考出看起来很普通的托福和GRE成绩，能屡屡被Cornell, UCLA，UMich, GaTech, UIUC，Purue, 等美国工科大牛校录取的案例。

通常机械工程专业的申请人来自于几大类别的专业，这其中包括机械工程，力学工程，材料工程，车辆工程，自动控制，能源动力工程、物理，数学等理工科类申请人。这类申请人的特点是本科阶段的课程覆盖了数学、物理、数学、计算机、以及机械工程的一些基础课程，如机械原理，各类控制，各种力学，计算机等。所以，本科专业不是机械工程专业但学习过相关的基础课程，并且有志于向机械工程领域发展的同学，是完全有机会申请机械工程专业的。

对于机械工程这类技术性很强的专业而言，本科所学的课程内容的重要程度，要远远高于大学本科的平均分。当然这个前提是建立在你有一个基础的GPA，我个人认为一个大学本科平均分80+的申请人，就有会申请到名校的机械工程硕士。由于国内各个大学的评分等级不同、同一个大学的不同老师tough的程度不同，学生的GPA会有比较大的差异。举个例子，我记得当年我们一门课程“理论力学”，期末考试就5道大题，一道题20分，只要不能保证每道题全做对，就很难上80分了。因此，不比太在意分数。如果你有一个很好的GPA，申请会有那么一点优势，但如果你的GPA不足够好，你也有机会通过很多其他的途径突出你的申请优势。

热门的机械工程专业在就业的时候是不是也呈现出良好趋势呢?历年来，工程类的就业都保持着不错的记录，当然也包括机械工程类。近年来我国大型工业逐渐在复苏，机械类人才有较大需求，具有开发能力的数控人才将成为各企业争夺的目标，机械设计制造与加工专业人才近年供需比也很高。机械类专业主要包括机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、工业设计、过程装备与控制工程等。

机械类专业也并非全部都只是和硬梆梆的机器打交道，比如工业设计专业，就是一门和艺术相关的机械类专业。“什么是工业设计?”有人认为，工业设计就是简单的包装。其实不然，工业设计是属于对现代工业产品、产品结构、产业结构进行规划设计、不断创新的专业。它是科研技术成果转化为产品，形成商品，符合需求，有益环保的核心过程，是技术创新和知识创新的着陆点，是产品、商品、用品、废品相互转化的系统方法。该专业就是培养具备工业设计的基础理论、知识与应用能力，能在企事业单位、专业设计部门、科研单位从事工业产品造型设计、视觉传达设计、环境设计和教学、科研工作的应用型高级专门人才。工业设计在一件产品的价值里占多大成分，不大容易量化，因为它是蕴含在里边的，是一个软价值。国外有些类似的比方，如美国有这样一个说法：企业里如果投资于技术设备更新带来了效益的话，那工业设计带来的效益是它的5倍。这样说来，工业设计师的重要地位也就不言而喻了。

又比如材料成型及控制工程是材料、机械、控制、计算机等多学科交叉融合的工程技术专业，主要研究金属材料、非金属材料、超导材料、微电子材料及特殊功能材料的成型设备与工艺、成型过程的自动化与智能控制、质量检测和可靠性评价等。随着各种新材料在各行各业中的广泛应用，加之我国新材料行业的产业结构调整与材料成型设备新技术的发展紧密相关，因此对既有材料科学知识，又能掌握材料成型设备设计和制造技术的高级科技人才的需求将有所增加。

而过程装备与控制工程是集机械工程、化学工程和控制工程等多学科于一体的交叉专业。强调以计算机应用为平台，使工艺、装备和控制紧密结合，侧重于阀门密封、低温与制冷、压力容器等过程装备与控制成套技术的设计开发及应用。过程装备与控制工程专业的同学接受了正规的机电一体化训练，具备机械设计、电子控制和管理等各方面知识，是企业和研究机关的抢手人才。

空调系统设计师HVAC Design Engineer $64,700

机械工程师Mechanical Engineer $71,800

空调系统机械工程师HVAC Mechanical Engineer $77,300

机械设计师Mechanical Design Engineer $67,400

空调系统工程师HVAC Systems Engineer $73,600

汽车制造工程师Automotive Engineer $76,400

机械工程经理Mechanical Engineering Manager $106,000

能源工程师Energy Engineer $85,300

产品设计工程师Prouct Design Engineer $70,100

机械设计师Mechanical Designer $54,000

应用工程师Applications Engineer $71,900

产品开发工程师Prouct Development Engineer $82,700

项目工程师Project Engineer $81,300

制造工程师Manufacturing Engineer $73,000

研究开发工程师Research an Development Engineer $78,000

工程项目经理Project Manager, Engineering $93,600

现场销售工程师Fiel Sales Engineer $87,400

测试工程师Test Engineer $71,300

工业质量保证工程师Inustrial Quality Assurance (QA) Engineer $66,600

技术销售工程师Technical Sales Engineer $87,800

USNEWS排名1

TOEFL要求89分最低，建议110左右

IELTS要求不接受

GPA3.0以上

GRE要求需要提供

申请截止日期12.8(秋)

可申请学期秋季

斯坦福大学(Stanfor University)的机械工程(ME)专业的MS项目是一个professional的项目，是为了培养想进入inustry的人才而开设的学位。硕士项目中，机械工程(ME)专业开设了一个general的学位【Master of Science egree in Mechanical Engineering(MSME)】和两个专门的学位【Master of Science in Engineering: Prouct Design和 Master of Science in Engineering: Biomechanical Engineering】。

斯坦福大学的机械工程(ME)专业项目开设的方向和分支非常广泛，包括：energy science an technology能量科学和技术propulsion推进sensing an control传感和控制nano- an micro-mechanics esign纳米设计和微力学设计mechatronics机电学computational simulation计算机模拟soli an flui ynamics固体力学和流体力学microelectromechanical systems (MEMS)微机电系统biomechanical engineering生物医学工程据学校的统计，斯坦福大学的机械工程(ME)专业项目找到了工作。而对于读硕士的学生多数进入了inustry或继续攻读博士，进入inustry的起始平均薪水为77319美元。最近的调查中显示最近毕业持有MS学位的校友的工作职位的就业率极高，最近的调查中，凡是回馈了调查问卷的本科生都100%的在毕业后一年内有下面这些：产品设计工程师机械工程师分析家和咨询师控制和系统工程师

研究与开发工程师、机器人工程师

USNEWS排名3

TOEFL要求90分最低，建议最少100

IELTS要求7.0

GPA3.0以上

GRE要求需要提供，数学大于90%

申请截止日期12.15(秋)

可申请学期秋季

申请说明：

在工程领域，机械工程(ME)专业可能是最广泛的学科了，加州大学伯克利分校(University of California - Berkeley)的ME毕业生可以在航天工程、汽车设计、消费电子学、生物科技和生物工程、软件工程和商科领域找到属于自己的职业方向，它的主要领域方向包括： *Bioengineering生物工程*Controls控制*Design设计*Dynamics力学*Energy Science an Technology能量科学和技术*Fluis流体*Manufacturing制造业*Materials材料*Mechanics机械*MEMS/Nano微机电系统/纳米*Ocean Engineering海洋工程

它的研究集中在五个领域：Biomechanical Engineering & Health(生物医学工程和健康)、Controls & Dynamics of Complex Systems(复杂系统的控制和力学)、Energy Science an Technology(能源科学和技术)、Green an Sustainable Technologies绿色和可持续技术、Micro an Nano Engineering(微型和纳米工程) Berkeley的机械工程(ME)专业开设了3个硕士学位项目： Master of Science (M.S.)(Plan I)，这一项目很少有学生申请; Professional Master of Science (M.S.)(Plan II)，这一项目申请者较多; Master of Engineering (M.Eng)。 前两个项目是在被录取到MS项目后才要进行选择的，而不是在申请时选择，多数学生选择Plan II，因为第一个项目主要是针对申请PhD没有申请上的学生，也就是Pre-PhD的课程，所以难度非常大。

工科的申请中，UC系统中的学校Berkeley和UCLA均是具有相当大的申请难度的学校，就Berkeley来说，成功的申请者的GRE成绩多数都高于90%，除了硬件条件外，其它方面也必须是佼佼者才有希望拿到学校的录取。

USNEWS排名8

TOEFL要求77分最低，建议100左右

IELTS要求最低6.5

GPA3.0以上

GRE要求需要提供

申请截止日期——

可申请学期春季，秋季，夏季

申请说明：

普渡大学(Purue University)是一所历史悠久的研究性公立大学，历来以优良的教学质量和适中的收费标准闻名世界。普渡大学有“旅游界的哈佛”和“美国航空航天之母”的美誉。

Supply Chain Management Department The Eli Broa College of Business

专业细分领域：

·Acoustics an Noise Control ·Bioengineering ·Combustion ·Heating，Ventilation，Air Conitioning an Refrigeration

·Flui Mechanics an Propulsion ·Design ·Heat Transfer ·Manufacturing an Materials Processing

·Mechanics an Vibration ·Nanotechnology ·Systems Measurement an Control

研究生入学基本条件

·本科阶段GPA>3.4

·Grauate Recor Examination (GRE)： 必需，a minimum scores for amission： 1200 Verbal an Quantitative combine score an a 4.0 Analytical score. 对于要申请奖学金的同学，GRE： 1300 Verbal an Quantitative combine score an a 4.5 Analytical score. )

·TOEFL for Non-Native English Speakers： Minimum Internet-Base Test (IBT) Overall Score Require： 77 ;各部分不低于：Reaing： 19;Listening： 14;Speaking： 18; Writing： 18

·IELTS (Acaemic Moule)： An alternative to the TOEFL， scores of 6.5 or higher will be accepte

·TSE for Non-Native English speakers：Not require， but recommene for TA consieration

·对于未达到上述标准的同学，可以和系里联系：If you feel that you are eserving of consieration of amission even though not meeting a requirement， contact the ME Grauate Office with all your quantitative particulars. For international stuents see the requirements below.

课程举例

ME 605 Convection of Heat an Mass ME 608 Numerical Methos in Heat， Mass， an Momentum Transfer

ME 610 Bounary Layer Theory ME 611 Principles of Turbulence

ME 613 Avance Engineering Acoustics ME 614 Computational Flui Dynamics

ME 615 Aeroacoustics ME 687 Avance Engineering Optics

USNEWS排名6

TOEFL要求103

IELTS要求7.0

GPA3.25以上

GRE要求需要提供，均分90%

申请截止日期12.15(秋)

可申请学期春季，秋季，夏季

申请说明：

伊利诺伊大学香槟分校( University of Illinois–Urbana-Champaign)的Department of Mechanical Science an Engineering开设了两个硕士学位：Master of Science in Mechanical Engineering(MechSE)和Master of Science in Theoretical an Applie Mechanics。

现在该系有315名研究生，其中54.7%的是博士生。如下为MechSE的主要研究方向：

*Flui mechanics流体力学

*Soli mechanics固体力学

*Heat transfer an thermoynamics热转移和热力学

*Dynamics an controls动力学和控制

*Chemistry化学

*Applie physics应用物理

*Computation an applie mathematics计算和应用数学

UIUC将这7个领域的研究与社会需求融和到了一起，为了社会的需求而加强学生的基础知识，以便未来的研究或工作能在下面的这些社会需求领域得到有效的应用

申请要求

在申请要求上，对本科的背景方面的要求是需要BS egree in Mechanical Engineering(或者相关领域)，对硬件的要求是托福最低要求103，如果学生具备非常强的学术和研究背景，学校提供了一种类似于条件录取的方案，这种方案要求托福最低90分，录取后需要到校后前两个学期每个学期学习一门ESL(English as a Secon Language)英语课程。最近几年，UIUC的ME系每年平均有325名学生，大概有54.7%的学生是博士生，10%的学生是女生(于是学校强烈建议女生申请)。2009年秋季入学的学生平均本科的GPA是3.69/4.0，GRE平均处于前87%。

在申请这方面，我们要额外说的是学校的审核程序，Mechanical Science an Engineering系的录取委员在每年的9月中旬开始定期的碰面，在每次碰面的会议他们会对所有的材料已经齐全的学生做出录取/拒绝结果，每次碰面后的1到2天内学生就可以收到自己的结果。于是这里也再次印证了较早提交申请对自己的申请结果的重要性。

UIUC的工科学生在就业方面一直是比较不错的，该系的MS毕业生的毕业后平均起薪为63，487美元，是一个还比较可观的数字。

USNEWS排名4

TOEFL要求84

IELTS要求6.5

GPA3.7

GRE要求需要提供，数学+阅读均分80%-90%

申请截止日期12.15(秋)

可申请学期春季，秋季

申请说明：

密歇根大学安娜堡分校机械工程(Mechanical Engineering，缩写：ME)专业研究生阶段开设有MS和PhD学位项目——

机械工程硕士(MS in Mechanical Engineering)：为期1-2年。要求申请者本科毕业，拥有机械工程或相关专业(包括工程学、数学、科学等)背景，非机械工程专业硕士学位亦可申请。该项目开设有3个专业方向，分别是1)单纯的授课型项目;2)含研究内容;3)含毕业论文。该项目不提供任何奖学金，学生需自费攻读。研究领域包括：自动化、生物力学与生物系统、控制、设计、动力学与相变、能源、制造、力学与材料学、机器人、纳米工程学、多规模计算机热力学等

机械工程博士(PhD in Mechanical Engineering)：为期4-5年。要求申请者本科毕业，拥有机械工程或相关专业(包括工程学、数学、科学等)背景，非机械工程专业硕士学位亦可申请。该项目以研究内容为主，需要撰写毕业论文。所有录取学生均可获得全额奖学金

注：

(1)机械工程研究生项目提供CPT给与在校学生

(2)机械工程研究生项目不会仅仅以申请者简历、GRE、GPA、TOEFL等条件来作为主观录取条件，建议感兴趣的学生均可递交申请*(1)

申请要求

该系通常要求申请者满足以下四项之三：

GPA不低于3.7分

GRE总分百分比排名80%-90%以上

强推荐信

强个人陈述与个人目的陈述(Strong Statement of Purpose an Personal Statement (two separate essays are require))

该系实际录取的学生常常拥有以下至少三个特点：

GPA 3.2-3.5以上

GRE总分百分比排名80%-90%以上

拥有强推荐信

拥有强个人陈述与个人目的陈述(Strong Statement of Purpose an Personal Statement (two separate essays are require))

专业设置

密歇根大学安娜堡分校机械工程专业开设的研究领域有：

车辆与运输(Automotive & Transportation)

生物力学与生物系统工程(Biomechanics & Biosystems Engineering)

控制(Controls)

机械设计(Design)

动力与振动(Dynamics an Vibrations)

能源(Energy)

流体(Fluis)

机械制造(Manufacturing)

力学与材料(Mechanics & Materials)

机电一体化与机器人学(Mechatronics & Robotics)

微纳米工程(Micro/Nano Engineering)

多尺度计算与计算力学(Multi-scale Computation an Computational Mechanics)

热能科学(Thermal Sciences)*(10)

实验室设置：

密歇根大学安娜堡分校开设有以下67个实验室，其中最著名的实验室是“汽车研究中心(Automotive Research Center)

密歇根大学—安娜堡校区(University of Michigan–Ann Arbor)的机械工程(ME)专业的硕士学位M.S.E.有三个选择：

(i) coursework only

(ii) coursework with an iniviual research project

(iii) coursework with an M.S.E. thesis。

(i)该选择是推荐给那些未来不想做研究者的，一年制的项目。

(ii)该选择是推荐给那些想在未来进入inustry，但是又想获得一些做独立研究或项目的经验的学生，通常来说需要1年半到2年的时间完成该项目。

(iii)对工业研究和发展、教学或者对继续读PhD感兴趣的学生，学校建议选择该选项，学校需要自己选择自己的研究导师。

在申请要求上，GRE要求在80%-90%之间，TOEFL要84分，GPA3.2-3.5之间，这是硬件。在软件方面要求有高质量的推荐信和高质量的PS。