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四大热门专业
(1) 能源类
能源类的主要研究内容包括太阳能、风能、流体动力、地热、生物能量等可再生能源之间的转化，也包括石油、天然气、煤等不可再生能源之间的转化。能源类主要包括能源、摩擦、燃烧、流体四个方向。
能源方向主要研究风能、水能、太阳能等清洁能源的开发，以及能量转换设备的设置和制造。流体方向主要在航空航天领域和能量转换领域进行研究，斯坦福大学、康奈尔大学、加州理工大学、加州大学伯克利分校在流体方向的研究都非常厉害。
(2) 制造类
制造类主要分为设计和制造两个方向。
设计方向的主要研究机械设计、产品设计、设计方法学以及计算机辅导设计等。机械工程的设计方向在课程设置上与工业设计有一些交叉，但是工业设计更偏向于艺术，机械工程的设计方向更看重可行性。举个例子，设计一款手机壳，工业设计的重点会偏向于如何设计得更加美观，机械工程的设计方向更看重手机壳材料的选择、手机壳的耐用度等。
制造方向的研究内容包括计算机辅助制造、制造系统、纳米制造等。美国的大部分学校都将设计和制造结合在一起，很少有学校把制造作为一个单独的学科，例如非常热门的理工学校 —— 乔治亚理工学院，就把制造单独作为一个学科，密歇根大学安娜堡分校将设计和制造作为了两个学科。
(3) 材料类
材料类主要涉及机械领域里面的纳米、微米材料聚合工程、生物机械等。
在纳米、微米机械材料里面，纳米技术作为一门比较新兴的技术，与机械领域在材料和固体力学、材料机械特性等领域是互有交叉的，为机械领域提供了一个全新的材料选择的可能，所以之后的发展是非常的可观的。
而生物机械是典型的一个新兴学科，和传统的基础学科相结合产生的一个专业方向。它主要研究的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的领域，因此这个专业在录取时会非常青睐有生物学背景的学生。
(4) 控制类
控制类包括计算机辅助工程、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、震动等方向。
机械工程专业本科阶段的课程主要包括微积分、积分方程、线性代数、静力学、动力学、材料与固体力学强度、热力学、热传学、能量转换、空气调节学、流体力学、流体动力学、制造工程、机电与机器人、震动控制理论以及控制工程、计算机辅助设计与制造等。从课程设置上可以看出，机械工程的四大类方向其实是密切相关的。
机械工程专业排名前十的大学为：麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学伯克利分校、加州理工大学、密歇根大学安娜堡分校、乔治亚理工学院、伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校、卡耐基梅隆大学、康奈尔大学、普渡大学。
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