机械工程（Mechanical Engineering）专业申请研究攻略

机械工程学什么？

机械工程是以有关的自然科学和技术科学为理论基础，结合在生产实践中积累的技术经验，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一门应用学科。

各个工程领域的发展都要求机械工程有与之相适应的发展，都需要机械工程提供所必需的机械。

某些机械的发明和完善，又导致新的工程技术和新的产业的出现和发展，例如大型动力机械的制造成功，促成了电力系统的建立；机车的发明导致了铁路工程和铁路事业的兴起；内燃机、燃气轮机、火箭发动机等的发明和进步以及飞机和航天器的研制成功导致了航空、航天工程和航空、航天事业的兴起；高压设备（包括压缩机、反应器、密封技术等）的发展导致了许多新型合成化学工程的成功。机械工程就是在各方面不断提高的需求的压力下获得发展动力，同时又从各个学科和技术的进步中得到改进和创新的能力。

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）

从专业上来看，美国的ME基本上都是设在College of Engineering下，有些和aerospace、industry相结合。

通过对美国工程排名前10的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。

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。

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

主要涉及的学科有：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。

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

制造

主要涉及的学科有：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。

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

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计算机辅助工程，系统与自动控制，微电子系统，机器人。（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。

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

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。

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

ME申请分析

Who can apply？

从第一部分的专业介绍中，我们可以看出机械工程是一个覆盖面很广的专业，和许多学科都有交叉。

那么，什么背景的人可以申请这个专业呢？从MIT的网站上我们可以看到：

“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.”

也就是说有较强工科背景的学生基本都能申请ME。

具体来说，从国内大学的学科设置来看，包括以下专业：物理、材料、机电一体化、自动化、计算机科学、电子工程、生物工程、航空航天工程、海洋工程等，这些专业背景的学生都能申请ME。

What is the standard?

硬件要求：

部分学校ME专业对申请者的GPA& 语言要求：

• 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

从上面可以看出，大多数学校对于GPA的最低要求是3.0以上，而对于GRE和TOEFL，根据学校对成绩的看重程度分3个档次：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。

这些成绩的作用是说服招生委员会，申请人有正常的智力水平和英文水平，能进行科学研究。这些成绩在申请中并不是孤立的，如果申请人有比较优秀的GPA, G, T 成绩，未必能被录取，只能说比较合格。但同时，这些成绩中如果有一项有疑问，比如GPA 只有70/100，或者T 只考了78分，就会引起招生委员会对申请人科研能力的疑问。

软件要求：

也就是申请者自身的能力，包括学术能力、实验能力、社会实践能力、交流能力等。其中，对于理工科的申请者来说，最重要的莫过于学术和实验的能力。

众所周知，展现在教授面前的，只是一堆申请材料，教授对你的学术和实验能力的了解也仅仅是通过这些材料。如果你有一篇甚至更多优秀的已发表的论文，那一定能让你在所有的申请者中脱颖而出，至少对方会多看几眼你的申请材料。但是，能发表论文的只是申请者中的极少数，对于大多数人，尤其是本科生来说，要发一篇文章是很困难的，教授只有通过两个途径来了解你的能力，其一是你的GPA，尤其是专业课的成绩；其二，就是你的简历和个人陈述，呈现文书中的你所参加的学术项目是否能引起教授的注意或兴趣，获得教授的赏识。对于机械工程这个专业，较强的动手能力也是很多教授看重的一点。

How to be qualified?

一个合格的申请者不一定会获得学校的录取，但一个不合格的申请者就一定不会成功。怎样才能使自己在众多的申请者中脱颖而出，增大自己被录取的几率呢？申请者可以从以下几点着手，提高自己，增加被录取的几率。

明确申请的方向

从第一部分的专业介绍，我们可以了解到ME其实是一个很大的专业，其中包括能源材料、控制、制造、光学和声学五大块，再往下还能细分出很多小的方向。申请者在决定留学时，首先第一步就是要明确自己的方向，然后围绕这个方向来提升自己。

那么，方向该如何选择呢？大家一开始当然会根据自己的兴趣进行专业的确定。如果你的兴趣和你之前的专业经历和背景非常吻合的话，那当然非常理想。你的专业方向就能非常容易的确定下来。如果你很不幸，所学的内容和自己的专业背景经历没有太大关系的话，那么你就要面临痛苦的选择了：选择兴趣，那么就只有再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；或者放弃自己的兴趣，根据自己的背景和经历申请一个自己并不很喜欢的方向。

有的放矢地提升背景

只有在明确了申请方向后，再去提升自己的背景，才能取得更好的效果。在提升背景，通俗点，就是找研究项目参与时，注意两点：一是“专”，也就是参与的项目尽量要尽量与申请的专业方向相一致；二是“基”，再深入的研究，无非需要扎实的专业基础知识，在无法参与深入研究时，基础的研究也可以为自己加分不少。

除了参与项目，自身对某个课题的研究也是十分有必要的，一篇优秀的研究报告或者综述（无论是否发表），同样会引起教授的注意。有了明确的申请方向时，可以就这个领域给自己定一个研究课题，围绕这个课题去找资料，做研究，写综述，待到申请之时，必会颇有收获。

教授的选择、套磁很重要

要想获得录取，尤其是对博士奖学金有较高要求的申请者来说，“套磁”是关键步骤之一。像ME这样的工科专业，科研经费一般都掌握在教授的手里。而且，一旦“套磁”成功，去了对方学校，就是跟着这个教授做研究，与其说是选教授，更确切的是选“老板”。

当我们打开一个学校mechnical department的Faculty时，立即呈现出一大堆教授，不少申请者会有无从下手的感觉，不知该如何选择。这个时候就要开始做筛选：一，先找出和自己的申请方向相一致或相近的教授；二，看这些教授的目前正在从事的研究，有的教授下项目很多，有的教授下项目很少，一比较就应该知道谁手中的经费多；一般我们把系里的director、某个实验室的负责人等作为套磁对象的首选，当然，这些比较牛的人，也是其他众多申请者的套磁的热门人选。经过两轮筛选，相信套磁的对象就所剩无几了。

确定对象后，就是与教授的交流。此时，脑中不能报有急于套录取、套奖学金的想法，而是更多地关注于与教授的学术探讨，即使最后失败了，也能从教授那里收获不少。

学校定位

要全奖还是AD，申Master还是PhD？一般来说要申PhD的话，那么还是尽可能要全奖吧，除非家里非常有钱。当然，可以先拿AD过去，然后努力努力，在一两年之内获得学校的资助继续自己的学位，不过前提是你能够通过签证。读Master的话对于这种Professional专业，就业前景还是很不错的，如果自己的经济实力可以的话，还是非常值得读的。正常来说这比在国内高校读硕士的作用会大很多。

如果想拿全奖的话，那么你要好好分析一下自己的硬件条件和软件水平。申请Top10，两类人。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、英国G5或国内三大申请牛校：国内三大申请牛校（清华、北大、中科大）之一的学习经历，有非常牛的RA经历，或有非常牛的Paper（在SCI影响因子IF大于4.0的国际期刊上发表）。一般对很多牛人来说，这两个会同时出现。然后专业课程、专业技能方面很出色。②G，T，GPA成绩非常高，出身于上述牛校，有比较出色的RA经历，有一定水平的Paper。最好再有很牛的推荐人，比较出色的PS等。

如果不是这两类人，那么就降一档，申Top20-50。这样的学校虽然也会招上述的两类人，只是标准会微微降低。另外她们会更对硬件要求高一些。申请这些学校需要优秀的GPA、G，T成绩，或者在硬件条件不突出的情况下有比较亮眼的软背景，比如丰富的科研或实习经历。

然后就是Top60-100了。这是中国学生申请的最重要学校群。前两个档次的会拿这些学校中不错的一部分作为保底，而其他学校的优秀学生会把主要目标放在这部分学校。

如果可以不要全奖，那么你的申请目标可以相应的提高一些。因为不存在资金限制的问题，多招收一个自费生总体来说不会对学校和倒是造成太大的影响，所以获得录取的门槛会低很多。申请目标一般能够上升20名左右。

当然，作为学校档次定位会有一个冲击、主申和保底三个标准，以上所说的为主申目标。

ME顶尖学校介绍及录取要求

Massachusetts Institute of Technology

麻省理工学院

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

专业特色以及录取基本要求

ME的基本要求为TOEFL/IBT: 577/91。

MIT提供了8种类型的研究生学位，提供MS以及PHD两种学位。较为特殊的是，MIT还有专门培养该领域领导型人才的课程，称为LFM program（LEM, Leaders for Manufacturing）。这是一个跨学科的合作专业课程，由Sloan School of Management, MIT School of Engineering合办。

当然，该专业对于申请人的背景也是有一定的要求的，需要有理工科背景，并有至少两年的工作经历等。

所以对于一般的理工科背景的人，想要转专业或者转管理类的行业，可以考虑毕业后先找一份合适的工作，然后准备考试，并积累工作经验，然后就可以尝试申请此类工科管理方面的专业了。

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

Stanford University

斯坦福大学

• Computational Engineering
• Design
• Human Health
• Sustainability

专业特色以及录取基本要求

能源以及健康医疗领域是斯坦福ME所关注的两大重点领域，与其他许多学校单独设置BME学院有所不同，Stanford把BME设置在了ME下，因此该学院下的BME的方向重点就是在力学方面。斯坦福的Biomedicine主要研究的是生物力学的研究，生物医学仪器的设计，以及系统的仿真等等。

学校对于语言的要求相对是比较高的，具体如下：

TOEFL Minimum

Internet-Based TOEFL：100*

Master’s Programs: School of Engineering ：89*

http://me.stanford.edu/

California Institute of Technology

加州理工学院

• 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

专业大致情况以及录取基本要求：

Caltech的ME事实上更倾向于招收PHD的学生，研究领域的重点是在基础类的研究上。过往的录取率在 10%左右（200~250，录取20~25）。其他条件诸如GPA要求在3.5以上，托福成绩IBT为90, 总体上来说，是要求比较高的。他们的这个成绩水平也是按照往年的学生统计所得出了一个平均水准。当然不是硬性的标准，如果有过人之处，成绩与要求相比相差一些，还是有一定录取机会的。

http://www.mce.caltech.edu/

University of California-Berkeley

加州大学伯克利分校

 

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

 

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

 

专业大致情况以及录取基本要求

Berkeley把ME专业定义为是工程学里有着无限发展潜力和可能性的一个专业，正如Berkeley的专业设置，范围非常广。学校的经费来源也比较丰富，除了NSF（国家自然基金会），政府机构外，由于Berkeley的地理位置靠近硅谷，并且附近有不少工业区，因此也会有经费直接来自这些机构。Berkeley对于学生的基本入学条件为GPA: 3.0，TOEFL/IBT: 570/68，尽管看起来不算很高，但是对于背景的条件要求是非常高的，加上地理位置的优越性，因此Berkeley的ME竞争非常激烈。

University of Illinois-Urbana-Champaign

伊利诺伊大学厄本那—香槟分校

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

专业大致情况以及录取基本要求

学校的培养目标是science-based engineers，特别注重学生的基础学科知识的掌握，并致力于培养学生的实际应用能力。学校也提供很多实习工作的机会，让学生将所学知识应用于实际，并且符合学校的培养目标。

http://mechse.illinois.edu/