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美国机械工程ME专业介绍及申请分析
机械工程每年都是留学申请的热门专业,但有部分学生对机械工程专业还不是很了解,因此,毕达留学特意为学生们整理了机械工程各个专业方向的介绍,希望能够帮助到大家。

一、专业细分
  
美国留学机械工程专业根据不同侧重点,美国机械工程专业可以细分为以下几大类:

能量大类,主要涉及的学科有:能量、摩擦、燃烧、流体这几大类。

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

制造,主要包括设计和制造两大方向

控制类,包括计算机辅助工程,系统与自动控制,微电子系统
 
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,则要有很好的设计制造相关背景。
  
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,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——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、控制类,包括计算机辅助工程,系统与自动控制,微电子系统
  
计算机辅助工程的主要研究方向:
  
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。
  
系统与自动控制的主要研究方向:
  
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。
  
微电子系统的主要研究方向:
  
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。
  
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。

通过上面对美国机械工程专业信息的解读,相信对于很多计划申请美国机械工程专业的学生可以参考上面的信息来提前做好申请美国研究生的准备和规划。
 
二、申请要求简析

1、美国机械工程申请难度
  
总体来说,机械工程专业申请难度如下:
  
最难申请的:系统与自动控制,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。

2、美国机械工程专业选校
  
大量查阅资料,获得学校信息,根据之前的定位和个人的喜好,按冲击学校、适合学校和保底学校三个档次,梭形选择学校,数量最好在10到20所之间,在保证最大录取率的同时,尽可能的减少工作量。

3、美国机械工程专业申请定位
  
(1)先根据自己的兴趣和之前的专业背景进行选择
  
(2)如果兴趣和背景不吻合,那么放弃兴趣继续这个专业,或者花费大量的时间和精力丰富自己的专业背景,然后进行申请自己感兴趣的专业。
  
(3)选择master还是PhD。一方面根据个人兴趣和未来发展方面,一方面根据自己的经济实力,因为现在来讲master的奖学金还是非常难拿,PhD的全奖相对多一些。
  
(4)根据自身背景,选择学校档次。

一般来讲,master比较看重GT成绩,PhD看重科研经历,PhD的申请难度会比master大一些。申请机械工程专业和申请其他工科类专业相似,都需要基本的标准化考试成绩和相应的研究成果。首先关于GRE和TOEFL成绩,如果申请目标是TOP30学校的研究生申请,GRE通常需要在320分以上,能达到326分以上最好,TOEFL需要在100分以上,如果申请目标是TOP30-60的学校的研究生申请,GRE通常需要在315分以上,能达到320分最好,TOEFL通常需要90分以上,如果申请目标是TOP60-100的研究生申请,GRE通常需要在310分以上,能达到315分最好,TOEFL最少达到80分以上,能达到85分以上最好。
另外,根据学生学习方向不同,也会有不同的要求,如:
  
如果学生申请能量类的方向,通常需要很好的物理基础,根据细化方向,可能要求学生有流体力学、空气动力学、热力学、数学建模和设计和制造业相关背景;如果学生申请材料类方向,则需要学生有较好的生物学、医学、机械制造、力学、材料等相关的背景,如果申请者有很好的信号模拟或信号传输等电子电气工程专业相关背景,对申请会更有帮助;如果学生申请控制类方向,则需要很好的数学、计算机编程和相应的电气工程专业背景,另外也需要学生有相应的设计制造、动力学等相关背景;如果学生申请制造类方向,则需要学生具有机械理论的基础和设计基础,能够有较好的素描功底,并熟练使用电脑绘图软件等。从近几年的申请来看,控制类方向是整个机械工程专业申请中较难的方向,国内的电子计算机和电气工程等专业的学生都会学习自动控制相关课程,导致部分学习EE和CS的学生转移到ME的申请阵地,无形中加大了申请难度。

4、美国机械工程专业奖学金

美国机械工程专业申请的总体奖学金情况在所有美国申请学科中竞争激烈程度中属于中间水平:不像EE,CS,MBA,商科,经济类的申请竞争那么惨烈,也不像物理,数学,化学这种基础学科或者其他冷门学科(如造纸工艺,安全工程等)的奖学金那么容易获得。
 
三、院校推荐
  
Berkeley:专排第三,地方好,专业好,费用大概一年5W。 Berk一共可以申4种学位,PhD,MS/PhD,MS和M.eng。MS/PhD与MS的区别是前者可以在硕士毕业后自动转为PhD,相当于本硕连读,而后者是个最终学位,到时候如果要继续在Berkeley读PhD还需要再申请,最后的M.eng是个短期的授课型硕士项目(现在很多名校都有这个了,纯自费,估计好进,出国为镀金的话是个好选择)。
  
Purdue:专排9,费用一年4万多一点,Purdue ME为了显得自己NB,明文定下了规矩本科直升PhD需要GPA>3.5, AW>5.5(Oh,my god,前者还可以),而且还有录取AW>4的要求。
  
UT-Austin:专排13,Austin应该算是委员会制,导师作用不大,看看去年的录取平均分GPA3.6,GRE1380+4,TOEFL106,而且据说有其在中国只认六所学校的传言。虽然这学校要求比较BT,但是还是很受欢迎,因为它在当今水潮中执行着严标准,是好学校!
  
UMN-Twin Cities:专排14。不错的学校,但是貌似学校情节非常严重,对科研背景也很看重,至于什么GRE,TOEFL分数嘛,PhD可以直接忽视了。
  
TAMU:专排18,性价比超高的学校,便宜学校好,费用一年2万多,自费也值,有消息显示录不录取跟硬性条件没多大关系,似乎不喜欢要分高的硕士,此外也有可能是学校控。
  
OSU: 专排21。又一个大众情人校,早早的很多很多人拿了AD,然后3月份出奖学金结果。申请的人太多了,而PhD还是科研,学校背景,Paper比较重要。
  
MSU:专排36,系里要求申请PhD必须是MS,不错的学校,费用一年3万6。这个学校ME似乎给大陆发过AD或Offer很少,估计可能米国或者大牛们申请者多,把名额都占了吧。
  
UC-Irvine:专排37,好地方的学校,系不大。各方消息汇总得知加州的确经济状况不行,PhD基本没可能,很多导师都不招生了,全奖就没戏了。4万5一年,也有MS/Phd和MS之分,含金量感觉还是不错的,整个系招生人其实不多,不算水。

Clemson: Automotive Engineering专排TOP3。这个学校不错,CUICAR的项目也感觉不错,研究汽车,与宝马,米其林等一系列汽车厂商有广泛的联系,有自己基地和研发中心,研究内容从汽车引擎到电控系统全面包含。北美唯一一个提供汽车专业博士学位点的地方,可以说论汽车研究,可能除了UMich可能就是它了,目前处于强劲扩张和上升期!虽然南卡也算是大农村,但是综合来讲Clemson提供的实习机会和工作潜力是最大的,学习内容合理,还有半年可以选择去任何一家国际汽车厂商实习,包括学习语言课程。学费低廉3万即可。
 
四、就业分析
   
机械工程是传统的工程专业,培养学生设计开发和制造各种机械零件和生产设备。将来有志于学习汽车工程的学生,也应选择机械工程作为基础。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。
  
机械工程师的就业需求历来是稳定的,据美国劳工署的统计,美国一般的机械工程师在制造业中工作,主要的从事机械制造、交通工具制造、电子设备、金属制品和工具生产等工作,主要的就业集中在美国的密歇根州、加州、德州、伊利诺伊州和宾州等地区。在美国有专门的注册机械工程师考试,通常需要学生获得由ABET认证的工程类学位,并且参加工程基础考试,从而获得见习工程师资格,经过工作经验的积累,可以再注册工程师的指导下参加工程原理和实践考试,获得注册工程师执业证书。而在中国,也有相应的注册机械工程师,通常要求申请者有本科毕业三年以上相关工作经验或五年以上非机械类工作经验,方可申请相应级别的机械工程师的认证。世界著名的机械类企业主要有美国的科特彼勒、特雷克斯、中国的三一重工、瑞典的山特维克集团、日本的日立建机、小松集团、德国的利勃海尔等企业。