机械工程出国留学简介

Mechanical Engineering

一、专业介绍

在美国，机械工程学的课程受到ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology, 美国工程与技术鉴定委员会）的监管，以保证毕业生对有关项目有最起码的认知。所以，虽然各家院校所提供的课程内容有异，但一般的机械工程学课程都至少包含以下各个基本科目：

静力学及动力学(statics and dynamics)；

固体力学及材料强度学(solid mechanics and strength of materials)；

量度及仪器(instrumentation and measurement)；

热力学、热传学、能量转换、冷冻原理及空气调节学（thermodynamics, heat transfer, energy conversion, and refrigeration/air conditioning）；

流体力学及流体动力学（fluid mechanics/fluid dynamics）；

机构设计（mechanism design, including kinematics and dynamics）；

制造技术或过程（manufacturing technology or processes）；

液气压学（hydraulics & pneumatics）；

工程设计（engineering design）

机电整合及控制理论（mechatronics and/or control theory）；

工程绘图、电脑辅助设计（CAD）、电脑辅助制造（CAM）、固体塑模（Solid Modeling）通过对美国学校相关专业情况的分析可以基本的把其ME学科分为能量，材料，控制，制造四大部分，同时还有声学和光学两个新兴的小方向，具体的分支方向可以参见下图：

（1）能量，主要涉及的学科有：能量、摩擦、燃烧、流体这几大类。

（物理、燃烧学、传热学和热力学、摩擦学和流体力学背景）

◆能量的主要研究方向：能量转换机械，包括将热能、化学能、原子能、电能、流体

压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，以及将机械能转换为所需要的其他能量（电能、热能、流体压力能、势能等）的能量变换机械。

◆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。

◆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。

◆流体的主要研究方向：从多方面探索流体力学的基础和应用。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。

（2）材料，主要涉及机械领域内的纳米微米材料，聚合工程，生物机械

（工程材料学、材料力学和固体力学背景）

◆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，纳米材料的应用、数据存储、量子力学仿真。

◆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

◆生物机械的主要研究方向：研究生物医学和科学应用的新方法和装置生物机械包括

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。

(3) 制造，主要包括设计和制造两大方向

（计算机语言、力学、计算机画图设计能力）

◆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，激光辅助材料制造，计算机辅助冲压，高级度量学。

◆设计的主要研究方向：研究生产和优化产品、系统的方法、工具以及过程包括机械

设计，产品设计，设计方法学，计算机辅助设计，工程设计。

(4)系统和控制，从数学理论和计算机应用两方面来研究控制科学和工程包括机器人，计算机辅助工程，系统与自动控制，微电子系统：

（计算机语言、应用数学、编程能力，同EE，CS结合紧密）

◆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。

◆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。

◆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。

◆机器人的主要研究方向：主要研究智能控制，智能系统，自动化系统。

（5）声学和震动、光学，主要包括：激光技术、光电测量，声音动力学、公路噪音控制、震动

（物理、材料、数学、计算机语言和测量方面的背景）

◆声学和震动的主要研究方向：声音动力学、公路噪音控制

◆光学的主要研究方向：激光技术，光电子学装置，超快电子学，非线性光学，微光子

学，三维视觉，光通讯，软X光与远紫外线光学，光印刷学，光数据处理，光通讯，光计算，光数据存储，光系统设计与全息摄影，体全息摄影研究，复合光数字数据处理，图象处理与材料光学特性研究。

虽然美国高校的学科设置交叉性非常大，但总体来说，申请美国的ME需要较强的数学基础、力学背景和较强的工程背景课程，一定的计算机课程和实践动手能力。各个方向的背景要求基本如下：

能量相关专业：物理、燃烧学、传热学和热力学、摩擦学和流体力学背景

材料相关专业：工程材料学、材料力学和固体力学背景

控制相关专业：计算机语言、应用数学、编程能力，同EE，CS结合紧密

制造相关专业：计算机语言、力学、计算机画图设计能力

光学、声学相关专业：物理、材料、数学、计算机语言和测量方面的背景