機械工程（Mechanical Engineering）專業申請研究攻略

機械工程學什麽(me) ？

機械工程是以有關(guan) 的自然科學和技術科學為(wei) 理論基礎，結合在生產(chan) 實踐中積累的技術經驗，研究和解決(jue) 在開發、設計、製造、安裝、運用和修理各種機械中的全部理論和實際問題的一門應用學科。

各個(ge) 工程領域的發展都要求機械工程有與(yu) 之相適應的發展，都需要機械工程提供所必需的機械。

某些機械的發明和完善，又導致新的工程技術和新的產(chan) 業(ye) 的出現和發展，例如大型動力機械的製造成功，促成了電力係統的建立；機車的發明導致了鐵路工程和鐵路事業(ye) 的興(xing) 起；內(nei) 燃機、燃氣輪機、火箭發動機等的發明和進步以及飛機和航天器的研製成功導致了航空、航天工程和航空、航天事業(ye) 的興(xing) 起；高壓設備（包括壓縮機、反應器、密封技術等）的發展導致了許多新型合成化學工程的成功。機械工程就是在各方麵不斷提高的需求的壓力下獲得發展動力，同時又從(cong) 各個(ge) 學科和技術的進步中得到改進和創新的能力。

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(yu) 技術鑒定委員會(hui) ）的監管，以保證畢業(ye) 生對有關(guan) 項目有最起碼的認知。所以，雖然各家院校所提供的課程內(nei) 容有異，但一般的機械工程學課程都至少包含以下各個(ge) 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）
• 機電整合及控製理論（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(cong) 專(zhuan) 業(ye) 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(guan) 專(zhuan) 業(ye) 情況的分析可以基本的把其ME學科分為(wei) 能量，材料，控製，製造四大部分，同時還有聲學和光學兩(liang) 個(ge) 新興(xing) 的小方向。

能量

主要涉及的學科有：能量、摩擦、燃燒、流體(ti) 這幾大類。（物理、燃燒學、傳(chuan) 熱學和熱力學、摩擦學和流體(ti) 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(ti) 壓力能和天然機械能轉換為(wei) 適合於(yu) 應用的機械能的各種動力機械，以及將機械能轉換為(wei) 所需要的其他能量（電能、熱能、流體(ti) 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(guan) 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(chuan) 遞，電氣推進，渦輪及推進，汽車工程中內(nei) 燃機的燃燒研究等。

流體(ti) 的主要研究方向：從(cong) 多方麵探索流體(ti) 力學的基礎和應用。主要針對兩(liang) 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，空間探索係統，後者有水電、風電為(wei) 主的流體(ti) 能量轉換。另外還有環境及生物流體(ti) 力學，流體(ti) 動力學，流體(ti) 物理學，熱力學，物質專(zhuan) 業(ye) 。

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

材料

主要涉及的學科有：機械領域內(nei) 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(ti) 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(ti) 力學，材料及機械係統，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(chu) 、量子力學仿真。

聚合工程的主要研究方向：主要通過分子聚合技術為(wei) 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(yu) 設備，材料力學，生物傳(chuan) 感器，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，感覺及神經係統研究，運動生物力學，人造心髒。

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

製造

主要涉及的學科有：設計和製造兩(liang) 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(chan) 品實現，高級製造，製造科學，製造係統，納米製造，激光輔助材料製造，計算機輔助衝(chong) 壓，高級度量學。

設計的主要研究方向：研究生產(chan) 和優(you) 化產(chan) 品、係統的方法、工具以及過程包括機械設計，產(chan) 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

係統和控製

從(cong) 數學理論和計算機應用兩(liang) 方麵來研究控製科學和工程包括計算機輔助工程，係統與(yu) 自動控製，微電子係統，機器人。（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(ti) 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。

係統與(yu) 自動控製的主要研究方向：係統控製，控製/設計/製造，控製及動力學，控製/機器人/儀(yi) 表，動力學係統及控製，動力學係統/控製及機械人，旋轉機械動力學，動力學/振動/聲學，係統動力學及控製，係統識別及控製，係統/測量/控製，智能機械係統，智能交通係統，機械係統，非線性動力學及適應控製，非線性飛行控製，機械人學，機械人及控製，機械人及動力學，機械人及自主係統，機械人及人機交互，轉動體(ti) 動力學，自動化，自動推進係統，自動巡航係統。

微電子係統的主要研究方向：MEMS，納米製造，微機械與(yu) 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(ti) ，微重力，微尺度熱傳(chuan) 遞，微米/納米係統，納米摩擦學，納米力學。

機器人的主要研究方向：主要研究智能控製，智能係統，自動化係統。

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

聲學和震動、光學

主要包括：激光技術、光電測量，聲音動力學、公路噪音控製、震動（物理、材料、數學、計算機語言和測量方麵的背景）

聲學和震動的主要研究方向：聲音動力學、公路噪音控製

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(yu) 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(chu) ，光係統設計與(yu) 全息攝影，體(ti) 全息攝影研究，複合光數字 數據處理，圖象處理與(yu) 材料光學特性研究。

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

ME申請分析

Who can apply？

從(cong) 第一部分的專(zhuan) 業(ye) 介紹中，我們(men) 可以看出機械工程是一個(ge) 覆蓋麵很廣的專(zhuan) 業(ye) ，和許多學科都有交叉。

那麽(me) ，什麽(me) 背景的人可以申請這個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 呢？從(cong) MIT的網站上我們(men) 可以看到：

“We expect an applicant to have earned a bachelor's or a master's 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 department's admission criteria are not specific, however, and capable students with backgrounds in different branches of engineering or in science may gain entry.”

也就是說有較強工科背景的學生基本都能申請ME。

具體(ti) 來說，從(cong) 國內(nei) 大學的學科設置來看，包括以下專(zhuan) 業(ye) ：物理、材料、機電一體(ti) 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(zhuan) 業(ye) 背景的學生都能申請ME。

What is the standard?

硬件要求：

部分學校ME專(zhuan) 業(ye) 對申請者的GPA& 語言要求：

• University of Michigan Ann Arbor

  GPA average 3.2-3.5/4.0, TOEFL84

• Carnegie Mellon University

  IBT min：Reading = 18; Listening = 18; Speaking = 16; Writing = 16

• University of Wisconsin Madison

  TOEFL 80

• University of Maryland

  TOEFL 80

• Columbia University

  The average TOEFL score is 104 (internet based or IBT).

• Case Western Reserve University

  TOEFL 80

• Lehigh University

  TOEFL 80  GRE 75 percentile or better (in Quantitative and Analytical areas).

• Illinois Institute of Technology

  1.Cumulative undergraduate GPA minimum: 3.0/4.0

  2.TOEFL minimum 80

從(cong) 上麵可以看出，大多數學校對於(yu) GPA的最低要求是3.0以上，而對於(yu) GRE和TOEFL，根據學校對成績的看重程度分3個(ge) 檔次：一是GRE320以上，IBT 100以上；二是GRE310以上，IBT 90以上；三是GRE300以上，IBT 80以上。

這些成績的作用是說服招生委員會(hui) ，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(you) 秀的GPA, G, T 成績，未必能被錄取，隻能說比較合格。但同時，這些成績中如果有一項有疑問，比如GPA 隻有70/100，或者T 隻考了78分，就會(hui) 引起招生委員會(hui) 對申請人科研能力的疑問。

軟件要求：

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

眾(zhong) 所周知，展現在教授麵前的，隻是一堆申請材料，教授對你的學術和實驗能力的了解也僅(jin) 僅(jin) 是通過這些材料。如果你有一篇甚至更多優(you) 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(hui) 多看幾眼你的申請材料。但是，能發表論文的隻是申請者中的極少數，對於(yu) 大多數人，尤其是本科生來說，要發一篇文章是很困難的，教授隻有通過兩(liang) 個(ge) 途徑來了解你的能力，其一是你的GPA，尤其是專(zhuan) 業(ye) 課的成績；其二，就是你的簡曆和個(ge) 人陳述，呈現文書(shu) 中的你所參加的學術項目是否能引起教授的注意或興(xing) 趣，獲得教授的賞識。對於(yu) 機械工程這個(ge) 專(zhuan) 業(ye) ，較強的動手能力也是很多教授看重的一點。

How to be qualified?

一個(ge) 合格的申請者不一定會(hui) 獲得學校的錄取，但一個(ge) 不合格的申請者就一定不會(hui) 成功。怎樣才能使自己在眾(zhong) 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(cong) 以下幾點著手，提高自己，增加被錄取的幾率。

明確申請的方向

從(cong) 第一部分的專(zhuan) 業(ye) 介紹，我們(men) 可以了解到ME其實是一個(ge) 很大的專(zhuan) 業(ye) ，其中包括能源材料、控製、製造、光學和聲學五大塊，再往下還能細分出很多小的方向。申請者在決(jue) 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(ge) 方向來提升自己。

那麽(me) ，方向該如何選擇呢？大家一開始當然會(hui) 根據自己的興(xing) 趣進行專(zhuan) 業(ye) 的確定。如果你的興(xing) 趣和你之前的專(zhuan) 業(ye) 經曆和背景非常吻合的話，那當然非常理想。你的專(zhuan) 業(ye) 方向就能非常容易的確定下來。如果你很不幸，所學的內(nei) 容和自己的專(zhuan) 業(ye) 背景經曆沒有太大關(guan) 係的話，那麽(me) 你就要麵臨(lin) 痛苦的選擇了：選擇興(xing) 趣，那麽(me) 就隻有再花費大量的時間和精力豐(feng) 富自己的專(zhuan) 業(ye) 背景，然後進行申請；或者放棄自己的興(xing) 趣，根據自己的背景和經曆申請一個(ge) 自己並不很喜歡的方向。

有的放矢地提升背景

隻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(yu) 時，注意兩(liang) 點：一是“專(zhuan) ”，也就是參與(yu) 的項目盡量要盡量與(yu) 申請的專(zhuan) 業(ye) 方向相一致；二是“基”，再深入的研究，無非需要紮實的專(zhuan) 業(ye) 基礎知識，在無法參與(yu) 深入研究時，基礎的研究也可以為(wei) 自己加分不少。

除了參與(yu) 項目，自身對某個(ge) 課題的研究也是十分有必要的，一篇優(you) 秀的研究報告或者綜述（無論是否發表），同樣會(hui) 引起教授的注意。有了明確的申請方向時，可以就這個(ge) 領域給自己定一個(ge) 研究課題，圍繞這個(ge) 課題去找資料，做研究，寫(xie) 綜述，待到申請之時，必會(hui) 頗有收獲。

教授的選擇、套磁很重要

要想獲得錄取，尤其是對博士獎學金有較高要求的申請者來說，“套磁”是關(guan) 鍵步驟之一。像ME這樣的工科專(zhuan) 業(ye) ，科研經費一般都掌握在教授的手裏。而且，一旦“套磁”成功，去了對方學校，就是跟著這個(ge) 教授做研究，與(yu) 其說是選教授，更確切的是選“老板”。

當我們(men) 打開一個(ge) 學校mechnical department的Faculty時，立即呈現出一大堆教授，不少申請者會(hui) 有無從(cong) 下手的感覺，不知該如何選擇。這個(ge) 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(cong) 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(men) 把係裏的director、某個(ge) 實驗室的負責人等作為(wei) 套磁對象的首選，當然，這些比較牛的人，也是其他眾(zhong) 多申請者的套磁的熱門人選。經過兩(liang) 輪篩選，相信套磁的對象就所剩無幾了。

確定對象後，就是與(yu) 教授的交流。此時，腦中不能報有急於(yu) 套錄取、套獎學金的想法，而是更多地關(guan) 注於(yu) 與(yu) 教授的學術探討，即使最後失敗了，也能從(cong) 教授那裏收獲不少。

學校定位

要全獎還是AD，申Master還是PhD？一般來說要申PhD的話，那麽(me) 還是盡可能要全獎吧，除非家裏非常有錢。當然，可以先拿AD過去，然後努力努力，在一兩(liang) 年之內(nei) 獲得學校的資助繼續自己的學位，不過前提是你能夠通過簽證。讀Master的話對於(yu) 這種Professional專(zhuan) 業(ye) ，就業(ye) 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(nei) 高校讀碩士的作用會(hui) 大很多。

如果想拿全獎的話，那麽(me) 你要好好分析一下自己的硬件條件和軟件水平。申請Top10，兩(liang) 類人。①G，T可能不一定要很高，但是你一定要有好的GPA，美本TOP30、加拿大前4、英國G5或國內(nei) 三大申請牛校：國內(nei) 三大申請牛校（清華、北大、中科大）之一的學習(xi) 經曆，有非常牛的RA經曆，或有非常牛的Paper（在SCI影響因子IF大於(yu) 4.0的國際期刊上發表）。一般對很多牛人來說，這兩(liang) 個(ge) 會(hui) 同時出現。然後專(zhuan) 業(ye) 課程、專(zhuan) 業(ye) 技能方麵很出色。②G，T，GPA成績非常高，出身於(yu) 上述牛校，有比較出色的RA經曆，有一定水平的Paper。最好再有很牛的推薦人，比較出色的PS等。

如果不是這兩(liang) 類人，那麽(me) 就降一檔，申Top20-50。這樣的學校雖然也會(hui) 招上述的兩(liang) 類人，隻是標準會(hui) 微微降低。另外她們(men) 會(hui) 更對硬件要求高一些。申請這些學校需要優(you) 秀的GPA、G，T成績，或者在硬件條件不突出的情況下有比較亮眼的軟背景，比如豐(feng) 富的科研或實習(xi) 經曆。

然後就是Top60-100了。這是中國學生申請的最重要學校群。前兩(liang) 個(ge) 檔次的會(hui) 拿這些學校中不錯的一部分作為(wei) 保底，而其他學校的優(you) 秀學生會(hui) 把主要目標放在這部分學校。

如果可以不要全獎，那麽(me) 你的申請目標可以相應的提高一些。因為(wei) 不存在資金限製的問題，多招收一個(ge) 自費生總體(ti) 來說不會(hui) 對學校和倒是造成太大的影響，所以獲得錄取的門檻會(hui) 低很多。申請目標一般能夠上升20名左右。

當然，作為(wei) 學校檔次定位會(hui) 有一個(ge) 衝(chong) 擊、主申和保底三個(ge) 標準，以上所說的為(wei) 主申目標。

ME頂尖學校介紹及錄取要求

Massachusetts Institute of Technology

麻省理工學院

• Mechanics: Modeling, Experimentation, & Computation
• Design, Manufacturing, & Product Development
• Controls, Instrumentation, & Robotics
• Energy Science & Engineering
• Ocean Science & Engineering
• Bioengineering
• Micro & Nano Engineering

專(zhuan) 業(ye) 特色以及錄取基本要求

ME的基本要求為(wei) TOEFL/IBT: 577/91。

MIT提供了8種類型的研究生學位，提供MS以及PHD兩(liang) 種學位。較為(wei) 特殊的是，MIT還有專(zhuan) 門培養(yang) 該領域領導型人才的課程，稱為(wei) LFM program（LEM, Leaders for Manufacturing）。這是一個(ge) 跨學科的合作專(zhuan) 業(ye) 課程，由Sloan School of Management, MIT School of Engineering合辦。

當然，該專(zhuan) 業(ye) 對於(yu) 申請人的背景也是有一定的要求的，需要有理工科背景，並有至少兩(liang) 年的工作經曆等。

所以對於(yu) 一般的理工科背景的人，想要轉專(zhuan) 業(ye) 或者轉管理類的行業(ye) ，可以考慮畢業(ye) 後先找一份合適的工作，然後準備考試，並積累工作經驗，然後就可以嚐試申請此類工科管理方麵的專(zhuan) 業(ye) 了。

https://engineering.mit.edu/departments/meche

Stanford University

斯坦福大學

• Computational Engineering
• Design
• Human Health
• Sustainability

專(zhuan) 業(ye) 特色以及錄取基本要求

能源以及健康醫療領域是斯坦福ME所關(guan) 注的兩(liang) 大重點領域，與(yu) 其他許多學校單獨設置BME學院有所不同，Stanford把BME設置在了ME下，因此該學院下的BME的方向重點就是在力學方麵。斯坦福的Biomedicine主要研究的是生物力學的研究，生物醫學儀(yi) 器的設計，以及係統的仿真等等。

學校對於(yu) 語言的要求相對是比較高的，具體(ti) 如下：

TOEFL Minimum

Internet-Based TOEFL：100*

Master’s Programs: School of Engineering ：89*

https://me.stanford.edu/

California Institute of Technology

加州理工學院

• Disciplines：Nanoscale Architectural Engineering
• Explosions and Safety
• Multiscale Modeling of Materials
• The Role of Forces During Cell Migration
• Neural Prosthetics
• Bubble Collapse
• Separated Flow
• Booming Sands
• Active Materials and Devices

專(zhuan) 業(ye) 大致情況以及錄取基本要求：

Caltech的ME事實上更傾(qing) 向於(yu) 招收PHD的學生，研究領域的重點是在基礎類的研究上。過往的錄取率在 10%左右（200~250，錄取20~25）。其他條件諸如GPA要求在3.5以上，托福成績IBT為(wei) 90, 總體(ti) 上來說，是要求比較高的。他們(men) 的這個(ge) 成績水平也是按照往年的學生統計所得出了一個(ge) 平均水準。當然不是硬性的標準，如果有過人之處，成績與(yu) 要求相比相差一些，還是有一定錄取機會(hui) 的。

https://www.mce.caltech.edu/

University of California-Berkeley

加州大學伯克利分校

 

Disciplines

• Controls and Dynamics
• Design
• Fluids
• Mechanics
• Materials
• Thermal Sciences and Combustion

Focus Areas

• Bioengineering
• Computation
• Manufacturing
• MEMS and NANO
• Mechatronics
• Energy and Environment
• Ocean Engineering

 

https://www.me.berkeley.edu/?_ga=1.4402096.2009701362.1467871986

 

專(zhuan) 業(ye) 大致情況以及錄取基本要求

Berkeley把ME專(zhuan) 業(ye) 定義(yi) 為(wei) 是工程學裏有著無限發展潛力和可能性的一個(ge) 專(zhuan) 業(ye) ，正如Berkeley的專(zhuan) 業(ye) 設置，範圍非常廣。學校的經費來源也比較豐(feng) 富，除了NSF（國家自然基金會(hui) ），政府機構外，由於(yu) Berkeley的地理位置靠近矽穀，並且附近有不少工業(ye) 區，因此也會(hui) 有經費直接來自這些機構。Berkeley對於(yu) 學生的基本入學條件為(wei) GPA: 3.0，TOEFL/IBT: 570/68，盡管看起來不算很高，但是對於(yu) 背景的條件要求是非常高的，加上地理位置的優(you) 越性，因此Berkeley的ME競爭(zheng) 非常激烈。

University of Illinois-Urbana-Champaign

伊利諾伊大學厄本那—香檳分校

Energy and transportation: the effective production, transportation and storage of hydrogen and other renewable fuels, and the need for greater understanding of fuel-cell powered engines

Environment: the need for environmentally friendly coolants for air conditioning and refrigeration applications, alternative sources of energy, and controlling the environmental impact of power generation

Health and biological engineering: the potential to identify and treat diseases at the cellular level, and to create new materials and technologies that will repair and replace injured or missing bones and skin using the body’s own regenerative powers

Manufacturing: nanomanufacturing systems that will create new molecular-level structures and materials, which will facilitate advancements in health, security, energy and transportation and other areas

專(zhuan) 業(ye) 大致情況以及錄取基本要求

學校的培養(yang) 目標是science-based engineers，特別注重學生的基礎學科知識的掌握，並致力於(yu) 培養(yang) 學生的實際應用能力。學校也提供很多實習(xi) 工作的機會(hui) ，讓學生將所學知識應用於(yu) 實際，並且符合學校的培養(yang) 目標。

https://mechse.illinois.edu/