宾夕法尼亚大学机械工程专业研究方向

宾夕法尼亚大学机械工程与应用力学专业开设的研究领域如下：

1.生物力学(Biomechanics)

生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支。其研究范围从生物整体到系统、器官(包括血液、体液、脏器、骨骼等)，从鸟飞、鱼游、鞭毛和纤毛运动到植物体液的输运等。 生物力学的基础是能量守恒、动量定律、质量守恒三定律并加上描写物性的本构方程。生物力学研究的重点是与生理学、医学有关的力学问题。依研究对象的不同可分为生物流体力学、生物固体力学和运动生物力学等。

2.计算力学(Computational Mechanics)

计算力学是一个交叉学科，它的三个支柱是数学、计算机科学和力学。计算流体力学、计算热力学、计算电磁学和计算固体力学是其主要分支。

计算力学已经投入实际运用的一些例子包括车辆碰撞仿真、石油储层建模、生物力学、玻璃制造和半导体建模。

3.流体力学(Fluid Mechanics)

流体力学是力学的一门分支，是研究流体(包含气体、液体及等离子体)现象以及相关力学行为的科学。流体力学可以按照研究对象的运动方式分为流体静力学和流体动力学，前者研究处于静止状态的流体，后者研究力对于流体运动的影响。流体力学按照应用范围，分为空气力学及水力学等。

4.机械系统(Mechanical Systems)

机械系统是机电一体化系统的最基本要素，主要用于执行机构、传动机构和支承部件，以完成规定的动作，传递功率、运动和信息，支承连接相关部件等。机械系统通常是微型计算机控制伺服系统的有机组成部分，因此在机械系统设计时，除考虑一般机械设计要求外，还必须考虑机械结构因素与整个伺服系统的性能参数、电气参数的匹配，以获得良好的伺服性能。

5.材料力学(Mechanics of Materials)

材料力学研究材料在各种力和力矩的作用下所产生的应力和应变，以及刚度和强度的问题。通常是机械工程、土木工程和建筑工程以及相关专业的大学生必须修读的课程，通常在修读材料力学之前，会要求先修读应用力学。

材料力学的研究对象主要是棒状材料，如杆、梁、轴等。在人们运用材料进行工业工程、机械、土木、建筑生产的过程中，需要对材料的实际承受能力和内部变化进行研究，这催生出材料力学。

6.微纳米力学(Micro- and Nanomechanics)

纳米力学(Nanomechanics)是研究纳米范围物理系统的基本力学(弹性，热和动力过程)的一个分支。纳米力学为纳米技术提供科学基础。作为基础科学，纳米力学以经验原理(基本观察)为基础，包括：一般力学原理和物体变小而出现的一些特别原理。

7.热能科学与能量转换(Thermal Sciences and Energy Conversion)