美國機械工程申請分析

03-05

主要從以下5個方面分析，希望對大家有幫助，也歡迎大家隨時溝通，有一個美研DIY交流，大家可以加進來，一起討論，加小助手微信xiaosha2016jiayou，備註知乎看到的。

（一）中國機械工程專業介紹

（二）美國機械工程專業介紹

（三）申請分析

（四）頂級學校介紹

（五）申請案例分析

（一）中國機械工程專業介紹

了解中國目前大學關於機械工程的研究情況和學科建設，一是更容易幫助客戶找到美國對應的方向，二也是可以更客觀的評估學生學校的背景情況，可以幫客戶深度挖掘可以利用的而學校資源。

（1）擁有機械工程國家重點學科的高校　　

上海交通大學，華中科技大學，華中科技大學，西安交通大學，清華大學，哈爾濱工業大學，浙江大學，北京理工大學，北京航空航天大學，重慶大學，吉林大學，湖南大學，西南交通大學，中南大學，燕山大學

機械工程國家二級重點學科介紹

機械製造及其自動化

機械製造及其自動化是一門研究機械製造理論、製造技術、自動化製造系統和先進位造模式的學科。該學科融合了各相關學科的最新發展，使製造技術、製造系統和製造模式呈現出全新的面貌。機械製造及其自動化目標很明確，就是將機械設備與自動化通過計算機的方式結合起來，形成一系列先進的製造技術，包括CAD（計算機輔助設計）、CAM（計算機輔助製造）、FMC（柔性製造系統）等等，最終形成大規模計算機集成製造系統（CIMS），使傳統的機械加工得到質的飛躍。具體在工業中的應用包括數控機床、加工中心等。

研究方向:

先進機械裝備設計及加工技術、CAD/CAM集成及相關技術、數字化產品設計與製造、機械動力學。

二級學科國家重點學科（機械製造及其自動化）的所在院校：

除了一級學科的那些高校外還有，大連理工大學，南京航空航天大學，山東大學和武漢理工大學是國家重點學科的高校

機械電子工程

機械電子工程專業俗稱機電一體化，是機械工程與自動化的一種，也是最有前途的一種方向。機械電子工程專業包括基礎理論知識和機械設計製造方法，計算機軟硬體應用能力，能承擔各類機電產品和系統的設計、製造、試驗和開發工作。

研究方向：微機電系統（MEMS），感測與測控技，數字化加工技術

二級學科國家重點學科（機械電子工程）的所在院校：

除了一級學科覆蓋的學校外，還有國防科學技術大學，西北工業大學，西北工業大學

機械設計及理論

機械設計及理論是機械工程一級學科所屬的二級學科，是對機械進行功能分析與綜合併定量描述與控制其性能的基礎技術學科，是定位機械工程各項細緻工作流程及程序的歸納總結的簡單理論介紹。主要研究各種機械、機構及其零件的工作原理、運動和動力學性能、強度與壽命、震動與雜訊、摩擦、摩擦物理學、關係力學、磨損與潤滑、機械創新與設計以及現代設計計算方法等課題。

研究方向：

機構學與機械動力學，智能結構與機械系統監控，工程結構分析、CAD優化設計和智能控制，現代測控技術與方法，現代機電系統設計及控制，機械振動與控制，新型焊接設備，焊接機器人與焊接質量控制，微機電系統(MEMS)技術，精密特種加工技術

國家重點學科的6所高校是北京科技大學、天津大學、東北大學、同濟大學、中國礦業大學、合肥工業大學

車輛工程

車輛工程是研究汽車、拖拉機、機車車輛、軍用車輛及其他工程車輛等陸上移動機械的理論、設計及製造技術的工程技術領域。其工程碩士學位授權單位培養從事上述車輛研究、設計開發、生產製造、質量檢測和控制、使用和維修、相關檢測裝置和儀器開發的高級工程技術人才。

仿生技術

仿生學是近年來發展起來的工程技術與生物科學相結合的交叉學科。仿生的英文名字是Bionics。人們發現，一些關於植物和動物的相類似的功能，實際上是超越了人類自身的在此方面的技術設計方案的。植物和動物在幾百萬年的自然進化當中不僅完全適應自然而且其程度接近完美。仿生學試圖在技術方面模仿動物和植物在自然中的功能。

研究方向：

仿生機器人技術，智能系統群體通訊與協調技術，仿生感知與信息處理技術，合成生物學仿生技術

重點學校：北京理工大學

（二）美國機械工程專業介紹

在美國，機械工程學的課程受到ABET（Accreditation Board for Engineering and Technology, 美國工程與技術鑒定委員會）的監管，以保證畢業生對有關項目有最起碼的認知。所以，雖然各家院校所提供的課程內容有異，但一般的機械工程學課程都至少包含以下各個基本科目：

靜力學及動力學 (statics and dynamics)；
固體力學及材料強度學 (solid mechanics and strength of materials)；
量度及儀器 (instrumentation and measurement)；
熱力學、熱傳學、能量轉換、冷凍原理及空氣調節學（thermodynamics, heat transfer, energy conversion, and refrigeration/air conditioning）；
流體力學及流體動力學（fluid mechanics/fluid dynamics）；
機構設計（mechanism design, including kinematics and dynamics）；
製造技術或過程（manufacturing technology or processes）；
液氣壓學（hydraulics & pneumatics）；
工程設計（engineering design）
機電整合及控制理論（mechatronics and/or control theory）；
工程繪圖、電腦輔助設計（CAD）、電腦輔助製造（CAM）、固體塑模（Solid Modeling）

從專業上來看，美國的ME基本上都是設在College of Engineering下，有些和aerospace、industry相結合。通過對美國工程排名前10的學校相關專業情況的分析可以基本的把其ME學科分為能量，材料，控制，製造四大部分，同時還有聲學和光學兩個新興的小方向

（1）能量，主要涉及的學科有：能量、摩擦、燃燒、流體這幾大類。

（物理、燃燒學、傳熱學和熱力學、摩擦學和流體力學背景）

◆能量的主要研究方向：能量轉換機械，包括將熱能、化學能、原子能、電能、流體壓力能和天然機械能轉換為適合於應用的機械能的各種動力機械，以及將機械能轉換為所需要的其他能量（電能、熱能、流體壓力能、勢能等）的能量變換機械。

◆摩擦的主要研究方向：摩擦時能量的轉換，同熱物理學結合非常緊密，並同新型材料的研究開發結合，對某些材料的相關摩擦性能進行研究。

◆燃燒的主要研究方向：燃燒，燃燒及推進，燃燒及能量，能量轉換，燃燒及熱傳遞，電氣推進，渦輪及推進，汽車工程中內燃機的燃燒研究等。

◆流體的主要研究方向：從多方面探索流體力學的基礎和應用。主要針對兩大主要方向：航空航天領域和能量領域。前者有空氣動力學，推進，空間探索系統，後者有水電、風電為主的流體能量轉換。另外還有環境及生物流體力學，流體動力學，流體物理學，熱力學，物質專業。

Aerospace Sciences、Solid Mechanics、Thermal & Fluid Sciences、Environmental & Bio Fluid Mechanics、Heat Transfer、Space Systems、Ocean Engineering 、Combustion and Energy Conversion、Energy Conversion Systems

（2）材料，主要涉及機械領域內的納米微米材料，聚合工程，生物機械

（工程材料學、材料力學和固體力學背景）

◆納米微米機械材料的主要研究方向：納米技術的不斷發展給機械領域提供了一種全新的材料選擇的可能。目前和機械交叉的研究領域主要集中在：高級材料學，材料及固體力學，材料及機械系統，材料加工，材料機械特性，材料力學，材料力學及製造，納米材料的應用、數據存儲、量子力學模擬。

◆聚合工程的主要研究方向：主要通過分子聚合技術為機械領域提供新型材料

◆生物機械的主要研究方向：研究生物醫學和科學應用的新方法和裝置生物機械包括生物力學，生物機械工程，生物材料與設備，材料力學，生物感測器，納米技術，活細胞封裝，工程生物力學，生物醫學機械工程，神經工程學，整形外科工程，感覺及神經系統研究，運動生物力學，人造心臟。

Nanotechnology、Composites and Materials、Biomechanics and Biomaterials、Materials Mechanics、Solid Mechanics

(3) 製造，主要包括設計和製造兩大方向

（計算機語言、力學、計算機畫圖設計能力）

◆製造的主要研究方向：計算機輔助製造，產品實現，高級製造，製造科學，製造系統，納米製造，激光輔助材料製造，計算機輔助衝壓，高級度量學。

◆設計的主要研究方向：研究生產和優化產品、系統的方法、工具以及過程包括機械設計，產品設計，設計方法學，計算機輔助設計，工程設計。

Manufacturing Science、Mechanical Systems and Design、Control Systems & Intelligent Systems、Computer-Aided Design 、Computer-Aided Manufacturing

(4)系統和控制，從數學理論和計算機應用兩方面來研究控制科學和工程包括機器人，計算機輔助工程，系統與自動控制，微電子系統：

（計算機語言、應用數學、編程能力，同EE，CS結合緊密）

◆計算機輔助工程的主要研究方向：計算流體力學，計算工程及信息技術，計算力學，計算科學及工程，計算機輔助工程，計算機輔助設計，力學建模，數學計算建模，數字推進，數字方法，數字模擬，虛擬現實應用。

◆系統與自動控制的主要研究方向：系統控制，控制/設計/製造，控制及動力學，控制/機器人/儀錶，動力學系統及控制，動力學系統/控制及機械人，旋轉機械動力學，動力學/振動/聲學，系統動力學及控制，系統識別及控制，系統/測量/控制，智能機械系統，智能交通系統，機械系統，非線性動力學及適應控制，非線性飛行控制，機械人學，機械人及控制，機械人及動力學，機械人及自主系統，機械人及人機交互，轉動體動力學，自動化，自動推進系統，自動巡航系統。

◆微電子系統的主要研究方向：MEMS，納米製造，微機械與納機械裝置，超聲微噴流（Microjet）和微米尺度電機，納米尺度熱量流動，微流體，微重力，微尺度熱傳遞，微米/納米系統，納米摩擦學，納米力學。

機器人的主要研究方向：主要研究智能控制，智能系統，自動化系統。

Robotics and Control、System Identification、Computational Mechanics 、Fluid Dynamics、Micro- and Nanomanufacturing、Plasma Science and Engineering

（5）聲學和震動、光學，主要包括：激光技術、光電測量，聲音動力學、公路噪音控制、震動

（物理、材料、數學、計算機語言和測量方面的背景）

◆聲學和震動的主要研究方向：聲音動力學、公路噪音控制

◆光學的主要研究方向：激光技術，光電子學裝置，超快電子學，非線性光學，微光子學，三維視覺，光通訊，軟X光與遠紫外線光學，光印刷學，光數據處理，光通訊，光計算，光數據存儲，光系統設計與全息攝影，體全息攝影研究，複合光數字數據處理，圖象處理與材料光學特性研究。

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Nuclear & Radiological Engineering、 Acoustics and Vibrations、Lasers and Applied Physics

（三）申請分析

（I ）Who can apply？

從前面專業介紹中，我們可以看出機械工程同樣是一個覆蓋面很廣的專業，和許多學科都有交叉。（見下圖）

那麼，什麼背景的人可以申請這個專業呢？

從MIT的網站上我們可以看到：「We expect an applicant to have earned a bachelors or a masters degree by the time he/she registers in ME. Most incoming students will have a degree in Mechanical Engineering or some related branch of engineering. The departments admission criteria are not specific, however, and capable students with backgrounds in different branches of engineering or in science may gain entry.」也就是說有較強的工科背景的學生基本都能申請ME。

具體來說，從國內大學的學科設置來看，包括以下專業：物理、材料、機電一體化、自動化、計算機科學、電子工程、生物工程、航空航天工程、海洋工程等，這些專業背景的學生都能申請ME。換句簡單的話來說，一般可以申請EE的申請者均可考慮申請ME，再加上每年都有大量的理工科學生選擇申請EE，造成EE的申請競爭十分激烈，選擇申請ME，無非是避開申請大軍的途徑之一。

（2） What is the standard?

硬體要求

部分學校ME專業對申請者的GPA& 語言要求：

University of Michigan Ann Arbor

GPA average 3.2-3.5/4.0, GRE 80-90 percentile TOEFL 84

Carnegie Mellon University

IBT min：Reading = 18; Listening = 18; Speaking = 16; Writing = 16 GRE156,165,4.0

University of Wisconsin Madison

GRE 315+3.5 TOEFL80

University of Maryland

GRE320+4.5 TOEFL80

Columbia University

There are no minimum test score requirements, however, the average GRE scores for the entering class of Fall 2006 were Verbal: 156 Quantitative: 168 Analytical Writing: 4.4

The average TOEFL score is 619 (paper based), 269 (computer based), and 104 (internet based or IBT).

Case Western Reserve University

GRE: 150+165+3.5, TOEFL550/213/80

Lehigh University

TOEFL 80

GRE 75 percentile or better (in Quantitative and Analytical areas).

從上表可以看出，大多數學校對於GPA的最低要求是3.0以上，而對於GRE和TOEFL，根據學校對成績的看重程度分3個檔次：一是GRE320以上，IBT 100以上；二是GRE315-320，IBT 90以上；三是GRE315以上，IBT 80以上。這些成績的作用是說服招生委員會，申請人有正常的智力水平和英文水平，能進行科學研究。這些成績在申請中並不是孤立的，如果申請人有比較優秀的GPA, G, T 成績，未必能被錄取，只能說比較合格。但同時，這些成績中如果有一項有疑問，比如GPA 只有70/100，或者T 只考了78分，就會引起招生委員會對申請人科研能力的疑問。

（2）軟體要求

也就是申請者自身的能力，包括學術能力、實驗能力、社會實踐能力、交流能力等。其中，對於理工科的申請者來說，最重要的莫過於學術和實驗的能力。

眾所周知，展現在教授面前的，只是一堆申請材料，教授對你的學術和實驗能力的了解也僅僅是通過這些材料。如果你有一篇甚至更多優秀的已發表的論文，那一定能讓你在所有的申請者中脫穎而出，至少對方會多看幾眼你的申請材料。但是，能發表論文的只是申請者中的極少數，對於大多數人，尤其是本科生來說，要發一篇文章是很困難的，那麼教授只有通過兩個途徑來了解你的能力，其一是你的GPA，尤其是專業課的成績；其二，就是你的簡歷和個人陳述，呈現文書中的你所參加的學術項目是否能引起教授的注意或興趣，獲得教授的賞識。對於機械工程這個專業，較強的動手能力也是很多教授看重的一點。

（3）How to be qualified?

一個合格的申請者不一定會獲得學校的錄取，但一個不合格的申請者就一定不會成功。怎樣才能使自己在眾多的申請者中脫穎而出，增大自己被錄取的幾率呢？申請者可以從以下幾點著手，提高自己，增加被錄取的幾率。

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（一）明確申請的方向。

從第一部分的專業介紹，我們可以了解到ME其實是一個很大的專業，其中包括能源材料、控制、製造、光學和聲學五大塊，再往下還能細分出很多小的方向。你要在決定留學時，首先第一步就是要明確自己的方向，然後圍繞這個方向來提升自己。

那麼，方向該如何選擇呢？大家一開始當然會根據自己的興趣進行專業的確定。如果你的興趣和你之前的專業經歷和背景非常吻合的話，那當然非常理想。你的專業方向就能非常容易的確定下來。像你做過比較多的項目，對自己的專業應該有認識，目前我們要做的就在美國的專業分支中，找到一個跟你研究興趣和經歷都比較相符的2級方向。

（二）有的放矢地提升背景

只有在明確了申請方向後，再去提升自己的背景，才能取得更好的效果。在提升背景，通俗點，就是找研究項目參與時，注意兩點：一是「專」，也就是參與的項目盡量要盡量與申請的專業方向相一致；二是「基」，再深入的研究，無非需要紮實的專業基礎知識，在無法參與深入研究時，基礎的研究也可以為自己加分不少。

除了參與項目，自身對某個課題的研究也是十分有必要的，一篇優秀的研究報告或者綜述（無論是否發表），同樣會引起教授的注意。當你有了明確的申請方向時，可以就這個領域給自己定一個研究課題，圍繞這個課題去找資料，做研究，寫綜述，待到申請之時，必會頗有收穫。像你已經開始準備中文論文的發表，但是因為我們的申請國家是美國，以後套磁的教授肯定以非中國人為多，所以如果能有英文論文發表對我們來講是更有優勢的。在我們以後套磁的時候我們可以把英文論文發給老師看。

（三）教授的選擇、套磁很重要

要想獲得錄取，尤其是對獎學金有較高要求的申請者來說，「套磁」是關鍵步驟之一。像ME這樣的工科專業，科研經費一般都掌握在教授的手裡。而且，一旦「套磁」成功，去了對方學校，就是跟著這個教授做研究，與其說是選教授，更確切的是選「老闆」。

當我們打開一個學校mechnical department的Faculty時，立即呈現出一大堆教授，不少申請者會有無從下手的感覺，不知該如何選擇。這個時候就要開始做篩選：一，先找出和自己的申請方向相一致或相近的教授；二，看這些教授的目前正在從事的研究，有的教授下項目很多，有的教授下項目很少，一比較就應該知道誰手中的經費多；一般我們把系裡的director、某個實驗室的負責人等作為套磁對象的首選，當然，這些比較牛的人，也是其他眾多申請者的套磁的熱門人選。經過兩輪篩選，相信套磁的對象就所剩無幾了。

確定對象後，就是與教授的交流。此時，腦中不能報有急於套錄取、套獎學金的想法，而是更多地關注於與教授的學術探討，即使最後失敗了，也能從教授那裡收穫不少。

（四）學校定位

對我們想要申請PhD全獎的學生，一定要非常努力提高自己的專業素質。當然讀Master的話對於這種Professional專業，就業前景還是很不錯的，如果自己的經濟實力可以的話，還是非常值得讀的。正常來說這比在國內高校讀碩士的作用會大很多。而且如果硬體條件非常優秀，選擇策略制定好的話，申請到幾乎全獎的可能性也還是有的。

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