一个美国机械工程师眼中的专业基础

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2018-07-24 23:43:51

摘要: 很多学机械的大学生,不知道大学期间应该学什么。这位美国工程师写得非常好,可以借鉴。

很多学机械的大学生,不知道大学期间应该学什么。这位美国工程师写得非常好,可以借鉴。

以下是译文:

第一,Solidworks/ProE/AutoCAD/Rhino/Blender/CATIAand GD&T这些不是拿到工程师学位的技能要求,成为工程师不是一个画图员,就像在简历上说你会office一样,花点时间你能轻松学会它。一个工程师,是那种可以实实在在建造火箭和微型发动机的。我不反对分数制,但不是很在乎它,因此这里我不是讨论如何得最高分。)

下面这些是你在大学四年中需要熟练掌握的。

阅读维基百科

1、编程:从Matlab/Python开始,接着C 。举个例子,要达到用这些语言可以自己编写一个图像引擎。为什么?因为这能让你把矢量、阵列、变换图形化,并通往高维代数。要确保你能理解和应用Runge-Kutta算法,这样才算学好。不要只是用windows,也要领略一下Linux或Mac的风采。要能理解batch/shell脚本语言的原理,并能把利用重要的开源脚本搭建自己的脚本。如果你在一年级或二年级什么事也没干,确保一定要精通这些。

2、线性代数和微分方程:现在大部分机械工程的大纲都要求尽早学这门课,但很少有机械工程师能真正理解,它们是机械工程的根本,再怎么强调都不过分。很多机械专业教授都不理解线性代数的重要性,把它教砸,去听计算机、数学专业老师开的课。或去Youtube听GilbertStrang 的课。把它和编程结合,进行数值仿真。不要等编程学完,再学它们。

3、统计学:学两遍,第一年学,高年级再学。这是唯一一个任何专业都非常重要的一门课。

4、工程数学:空间变换、傅里叶分析、复变函数、位势理论、偏微分方程组、插值/曲线拟合、优化理论。结合编程技能,实践它们。如果认为有些没用跳过去,都是错误的。好的工程师每天都用它们。-

5、动力学/高等动力学:听物理系的力学课,机械的教授总是用代数的方法对待力学,对概念解释不够好。你的目标是能独立建立复杂机械的FBDs(注:应该指自由体受力图),能写出经典的随时间变化系统的自治/非自治、线性/非线性微分方程,熟悉指标记法,张量和算子空间,你的编程经验可以帮助你。

6、静力学/固体力学:精通铁木辛柯的弹性理论,即使花去你的余生。如掌握了第2点,你应该能知道SFDs和BMDs的无效和莫尔圆概念。要尝试把简单的例子图形化,其实这并不简单。使用你的编程技能去解ODEs方程(常微分方程)的数值解。

7、振动理论:如果你熟练掌握了第2点,这会比较轻松。振动理论主要是研究二阶、齐次/非齐次、自治/非自治、变参/非变参常微分方程。如你掌握了第5点,你会知道怎么计算响应、地震扰动、减震、旋转机械等。掌握第6点,可以解决板、梁的振动问题。同时掌握2和4,应能够解多自由度系统,掌握模态分析方法。在这里还要学习耦合的SHO/QHO概念。

8、热力学/流体力学:我不适合对这部分内容发表意见,但它们在本科阶段并不难,并且主要是应用微分方程和连续介质力学。

如果你按上面执行了,以后就是对你上面所学的简单应用。这是一个机械工程师应该真正掌握的,数学和物理。你以后碰到的一切专业问题,都是特定的任务,只是针对上面领域的应用与扩展,以后你会开始碰到一些的专业术语,不要被专有名词和术语吓到。

爱好者和数学家也设计机器,但机械工程师不从零开始。我们遵循工业标准,组合并匹配已有组件,用已有的算法来创造新东西,例如运动链、连杆综合和设计。确保读过齿轮、机械学、4连杆机构、凸轮、间歇传动轮。有可能工程师创造这些机构并不在行,一个技师或工人会做得更好,但你能用固体力学知识去设计一个好零件,承受极大的冲击力。

忽略掉“制造”、“产品工程“课程,因为在学校教这些,毫无价值。你不可能在教室里精通制造,你也不可能在学校学会设计一个好机器。那些公理设计原理、产品生命周期管理、甘特图、头脑风暴都是胡说八道。没人真的那样做,那样做的人,不是工程师。

如果你想了解制造,粗读一下RobThompson的《面向设计的制造方法》,去跟车间的人交谈,去看youtube上的how it’s made。想去了解产品设计过程,去看Kickstarter。

不要浪费时间在概述或介绍类课程上,不要参加不感兴趣主题的讨论课。应该参加承诺展示你数学、方法或酷视频的讨论课。要时刻关注这样的案例研究:清楚详细的展示如何利用数学或实验对系统进行建模或实现。避免‘设计’研讨(通常来自Wharton、Sloan 或Kellog商学院),这些看着美好,但毫无用处。

参加所有实验课,只要你负担得起。在实习车间,有空余时间去看别人如何工作。使用哪里设备,直到弄坏,你已经为这买了单。尽可能犯错,但不要在车间那里打闹。

下面谈谈如何成为专业的机械工程师

读ISO/ASME/ASTM/ASTC/ASMI 这些标准文件,那才能告诉你理论如何满足实践,如果你的大学没有,投诉他们!跪求、借、偷,用任何方法。想要知道事情如果做的,去读标准。

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