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美国机械工程专业常见研究方向和基础课程设置

信息来源:网络  发布时间:2018-04-10
摘 要:

机械工程(ME)专业领域非常多样化,甚至每个机械工程师可能与他的同事做的事情都有不一样的地方。下面小编分享美国机械工程专业常见研究方向和基础课程设置,仅供参考。

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美国机械工程专业研究方向,美国机械工程专业基础课程设置

  机械工程专业(Mechanical Engineering)是以有关的自然科学和技术科学为理论基础,结合生产实践中的技术经验,研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。下面百利天下留学小编给大家分享美国机械工程专业常见研究方向和基础课程设置,希望对留学申请有帮助。

  一、美国机械工程专业常见研究方向

  根据concentration的不同侧重点,ME专业又可以细分为以下几大类方向:

  1、能源大类:

  能源大类的涉及的方向众多,主要研究方向既包括太阳能、风能、流体动力、地热和生物能量等可再生能量之间的转化,也包括了石油、天然气、煤和铀等不可再生能源之间的转化。能源大类中主要包括了能源、摩擦、燃烧、流体这四个方向,我们重点讲一下能源和流体这两个方向。

  能源方向:

  就目前的国际形势来看,能源问题已经受到各国的广泛关注。能源方向的主要研究领域集中在新能源(风能、水能、太阳能以及清洁能源)的开发以及各种能量转换设备的设计和制造上。以University of Michigan为例,Energy的研究领域跨越了能源研究的每一个层次,包括了高效能源转换/储存材料、设备的设计和制造到工业过程、电力系统的有效利用以及其对能源政策的影响等多个方向。

  从就业上来说,能源方向的机械工程师除了能够在industry里从事与电能、天然气和石油相关的职业之外,还可以从事作为传统的燃料做补充甚至替代燃料新能源物质(太阳能、风能和地热系统等)的开发工作。

  流体方向:

  研究内容主要在航空航天领域和能量转换的相关领域,stanford,cornell,princeton,caltech,UCB等都是流体方向比较厉害的学校,但各有偏重,比如stanford是湍流中心、康奈尔以CFD为主、而UCB的重点在于传热方面等。

  从就业上看,由于美国政府规定留学生必须有专业对口的工作才会发放H1b,而像波音、Lockheed Martin等大部分军工单位、甚至造民用飞机的公司都以涉及国土安全为由拒绝给国际学生发offer,所以没有绿卡和公民身份的航空航天方向毕业生不管是在就业还是科研方面都会非常不便。尽管如此,流体的出路还是很多的,比如HVAC、CFD等都是就业机会较多又不看身份的专业方向。

  另外流体方向的学生还可以做faculty,尽管学术界泡沫很大,但铁了心要走学术的话也还是有机会的。

  2、制造大类:

  制造大类主要包括了设计和制造两大方向。

  设计方向:

  研究内容主要包括机械设计,产品设计,设计方法学,计算机辅助设计等方面,所以会要求申请者在具有机械理论基础(分具体机构和整体制造流程理论两大方面)的同时又有设计基础(比如素描功底和电脑绘图软件Photoshop,ProE等的运用)。虽然在课程的设置上和工设有交叉,但工业设计更偏向于艺术类,而ME的Design更看中的是可行性,比如说设计一款手机壳,工设的重点可能偏向于如何设计的美观,而ME的Design则是更看重手机壳的材料选择。

  制造方向:

  主要研究内容包括了计算机辅助制造、制造系统、纳米制造等,这是国内ME学生的主要申请方向,所以竞争也十分激烈。

  美国学校基本都以Design & Manufacturing存在,把Manufacturing单独作为主要学科设置的学校非常少,其中最具有代表性的学校之一就是佐治亚理工学院(Gatech),Gatech的工程学院闻名全美,其机械工程专业的最核心的分支就是Manufacturing ,这也是Gatech最具代表性、最有实力的分支专业。另外,密西根安娜堡分校的Design 和 Manufacturing专业也是分开的,但这两个方向的特色都在于纳米和可持续化方面。

  尽管很多机械学院下的Design & Manufacturing方向规模都不大,但实际上在就业上很占优势,因为很多Design & Manufacturing背景的学生从事的工作往往不是单一的设计/制造某样产品,而是参与某样产品相应的制造系统的研发设计以及制造,美国很多的制造业或者高科技公司都有很多这样的就业机会。

  3、材料大类:

  材料大类主要涉及机械领域内的纳米微米材料,聚合工程,生物机械等方向。

  纳米微米机械材料:

  纳米技术作为一门新兴的技术,与机械领域在材料及固体力学、材料机械特性等领域互有交叉,为机械领域提供了一种全新的材料选择的可能,所以发展前景十分可观。

  生物机械方向:

  是典型的新兴学科与传统基础学科相结合而衍生出的专业方向,它的主要研究内容集中在生物机械、生物材料与设备、生物医学机械工程,神经工程学等生物学领域,因此可能会更青睐于有生物学、机械工程或医学知识等领域的知识背景的申请者。

  值得注意的是,生物机械方向不管是在国内还是国外都属于新兴学科方向,在申请时又需要交叉的专业背景,因此建议国内纯机械工程专业的学生最好不要轻易尝试申请,除非你在国内读书的过程中参与过一些医学类或是生物学类的项目。

  4、控制大类:

  控制大类主要包括了计算机辅助工程,系统与自动控制,微电子系统声学、激光技术、光电测量,声音动力学、公路噪音控制、震动等领域。

  计算机辅助工程:

  的主要研究方向更偏向于EE和CS,因此很多EE和CS的申请者为了躲避本专业的申请,会“退而求其次”的选择和EE和CS结合紧密、就业前景也很不错的计算机辅助工程分析,所以竞争也是很激烈的。

  系统与自动控制的研究内容甚至比计算机辅助工程方向更靠近EE,加之国内高校ME和EE的课程设置都有自动控制的相关课程,所以这个方向也是国际学生申请最集中的专业方向。随着EE和CS申请人群的转移,这也成为了ME专业中最难申请的一个方向。

  微电子系统:

  是和EE方向的专业设置有交叉的一门新兴学科,正是由于EE专业中也有这个方向的设置,因此也颇受申请者的欢迎。由于微电子系统的研究方向主要围绕着纳米方面,所以有强纳米材料背景的申请者在申请中略有优势。

  另外,除了以上列举的四个方向之外,还有声学和光学两个新兴的小方向。

  二、美国机械工程专业基础课程设置

  虽然各个院校所提供的课程内容不尽相同,但一般的机械工程学课程都包含(但不仅限于)以下科目:

  数学(微积分、微分方程、线性代数):Mathematics(in particular, calculus, differential equations, and linear algebra)

  静力学及动力学 :statics and dynamics

  材料与固体力学强度:Strength of materials and solid mechanics

  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

  制造工程:Manufacturing engineering, technology, or processes

  机电与机器人:Mechatronics, and robotics

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

  计算机辅助设计与制造:computer-aided design (CAD) and computer-aidedmanufacturing (CAM)

  测量:instrumentation

  关于美国机械工程专业常见研究方向和基础课程设置就为大家介绍到这里,希望对申请者能够有所帮助。如果有疑问或者感兴趣的话,可以打免费电话咨询百利天下留学专家,帮助大家早规划,早留学。 

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