| 姓名： |
曹树谦 |
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| 性别： |
男 |
| 英文名： |
Cao Shuqian |
| 人才称号： |
英才教授 |
| 职称： |
教授 |
| 职务： |
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专业： |
动力学与控制（一般力学与力学基础） |
| 所在机构： |
机械工程学院力学系，天津市非线性动力学与控制重点实验室 |
个人主页： |
http://me.tju.edu.cn/faculty_teachers.action?cla=5&teacherid=1543 |
| 邮箱： |
sqcao@tju.edu.cn |
办公地点： |
天津大学北洋园校区36楼 |
| 传真： |
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办公电话： |
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| 主要学历： |
1980.9~1984.7 在天津大学力学系应用力学专业学习，获理学学士学位
1986.9~1989.3 在天津大学力学与工程测试系一般力学专业学习，获工学硕士学位
1998.9~2003.3 在天津大学力学系一般力学与力学基础专业学习，获工学博士学位
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| 主要学术经历： |
1990.5 在天津大学力学系晋升为讲师
1995.11 在天津大学力学与工程测试系晋升为副教授
2003.3 批准为硕士生导师
2006.6 在天津大学力学系晋升为教授
2009.3 批准为博士生导师
2018.1 获批天津大学英才教授
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| 主要研究方向： |
非线性动力学与控制
非线性转子动力学
结构动力学与模态分析
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| 主要讲授课程： |
理论力学（本科生）
振动结构模态分析（研究生）
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| 主要学术兼职： |
2015.11.~ 中国振动工程学会第八届（2015.11~2019.11）、第九届（2019.11~2023.11）理事会理事
2019.11~ 中国振动工程学会学术工作委员会委员（2019.11~2023.11）
2021~2024 中国振动工程学会高级会员
2006.5~ 中国振动工程学会模态分析与试验专业委员会第四届（~2007.8）、第五届（2007.9~2011.8）委员，第六届（2011.9~2016.7）常务委员，第七届（2016.8~2021.8）副主任委员，第八届（2021.9~2025.8）副主任委员
2013.5~ 中国振动工程学会非线性振动专业委员会第五届（2013-2015）、第六届（2016-2018）、第七届（2019-2021）委员
2016.8~ 中国振动工程学会转子动力学专业委员会第九届（2016.8~2020.10）常务委员，第十届（2020.10~2024.10）副主任委员
2009.4~ 天津市非线性动力学与控制重点实验室主任
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| 主要学术成就： |
教学获奖：
2022 宝钢优秀教师奖，1/1
2022 天津市教学成果奖特等奖，铸魂培基致远 构建面向未来的一流力学人才培养高地，6/15
2021 天津市高校课程思政示范课程、教学名师和团队（首批），理论力学，1/14
2021 天津市第二批市级一流本科建设课程（线上），理论力学，2/5
2020 天津市级教学团队，理论力学课程教学团队，1/15
2020 首批国家级一流本科课程（线下），理论力学，1/5
2018 国家级教学成果二等奖，专业交融与优势集成的大机械“3融4为”人才培养探索实践，4/16
2014 第八届天津市教学名师奖，1/1
2013 国家级精品资源共享课，理论力学，1/5
2013天津市优秀教学成果一等奖，面向现代工程教育、构筑高水平基础力学教学基地，10/17
2009 创新型研究生培养的研究与实践，天津市优秀教学成果二等奖，4/5
科研获奖：
2015第四届中国大学出版社图书奖优秀学术著作二等奖，曹树谦、张文德、萧龙翔《振动结构模态分析》，1/3
2010 第十二届中国专利奖优秀奖，双质体稳定节能筛，2/4
2010 天津市专利金奖，双质体稳定节能筛，2/4
2010 中国煤炭工业科学技术奖二等奖，大型异线性振动筛研制开发与应用，3/13
2005 国家科技进步二等奖，大型旋转机械和振动机械重大振动故障治理与非线性动力学设计技术，8/15
2004 天津市科技进步一等奖，共振筛动力学性能分析与调整技术，3/9
2004 教育部科技进步一等奖，大型旋转机械重大非线性振动故障机理分析与应用，8/18
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| 主要科研项目： |
主持的主要项目（纵向）：
2020.9~2024.8 “XX振动理论与方法研究”，国家科技重大专项专题，300万元
2018.8~2022.8 “航空发动机双转子支承建模、碰摩故障及弯扭耦合振动研究”，航空发动机及燃气轮机重大专项基础研究项目子专题，190.84万元
2017.1~2020.12 “极端服役环境下航空发动机双转子系统瞬态动力学理论与实验”，国家自然科学基金项目，直接经费80万元
2015.1~2019.8 “航空发动机运行安全基础研究”，国家重点基础研究发展计划（973计划。课题5：双转子-轴承-机匣系统振动传递与故障溯源，471万元
2012.1~2015.12 “双稳态压电发电系统的分岔、大幅周期与混沌运动机理与实验”，国家自然科学基金，58万元
2011-04~2014-03 “极端环境下航空转子/叶片耦合系统动力学建模与分析”，天津市自然科学基金重点项目，20万元
2009-2011 “基于SAMCEF/ROTOR的高压环流密封转子非线性稳定性分析”，教育部高校博士点基金，6万元，实际负责人
2007.1~2009.12 “压电超声微振动系统的非线性动力学理论与实验研究”，国家自然科学基金，34万元
2005.1~2005.12 “压电超声微振动系统的非线性动力学建模与机理”，国家自然科学基金，7.0万元
1997.4~1999.3 “大型汽轮发电机组非线性振动分析与软件开发”，天津市21世纪—青年基金项目，2.7万元
主持的主要项目（横向）：
2020.4~2021.3 “高效智能振动筛研发”，新乡格林机械股份有限公司技术开发项目，40万元
2011.4~2012.3 “澳大利亚力拓40t轴重矿石车模态试验研究”，中国北车集团齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，75万元
2009.9~12.31 “地面交通无效能量发电系统结构设计”，江苏亿隆新能源科技发展有限公司，15万元，项目负责人
2008.5~6.14 “涠洲油田6吋海管损伤机理研究”， 天津市海王星海上工程技术有限公司，28万元，项目负责人
参与的主要项目（纵向）：
2007.1~2010.12 “超超临界汽轮发电机组转子系统的若干非线性动力学问题”，国家自然科学基金重点项目，200万元
1999.3~2003.2 “大型旋转机械非线性动力学问题”，国家自然科学基金“九五”重大项目，500万元
参与的主要项目（横向）：
2008.4~2009.3 “3061和3661高效稳定节能筛”，平顶山天安煤业集团（河南田庄选煤厂）项目，20万元
2004.7~2004.12 “大型非线性共振筛动态特性研究与系列化”，平顶山天安煤业集团（河南田庄选煤厂）项目，25万元
1994.4~1994.10 “TJ6481A旅行车前桥二横梁及上、下摆臂总成有限元计算及分析” ，天津三峰客车有限公司，科技协作项目
1993.11~1995.11 “大型汽轮发电机组转子及支撑系统非线性振动机理与应用分析软件的研究”，天津军粮城发电厂、天津电力科学研究院协作项目，10万元
1993.1~1993.7 “三峰牌TJ6481A型客车车身总成结构有限元计算分析”，天津三峰客车有限公司，4.5万元
1991.3~1993.3 “ZKB3675振动筛动强度的研究”，河南洛阳矿山机械厂，“八五”攻关项目， 1.0万元
1987.1~1989.1 “长距离双隔振双质体电磁振动输送机参数设计与动力特性研究”， 河南鹤壁通用机械厂，河南省“七五”攻关项目，3.0万元
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| 代表性论著： |
主要学术著作：
曹树谦, 张文德, 萧龙翔．振动结构模态分析——理论、实验与应用．天津: 天津大学出版社, 2001第一版, 2014第二版.（CNKI检索被引用超过2800次）
主要期刊论文：
Yanhong Kang, Shuqian Cao, Tian Gao, Zhenzhen You. Development and validation of a rotating blade-casing rubbing model by considering the blade deformation and abradable coating. Journal of Sound and Vibration, 2023, 563, 117853, 1-27.
Guoying Pang, Shuqian Cao, Yushu Chen, Xu Ouyang, Ning Chen. Static eccentricity fault of elastic ring squeeze film damper for aeroengine. AIAA Journal, 2023. DOI: 10.2514/1.J062927.
Yahong Dong, Shuqian Cao. The mechanism of wheel polygonal wear based on rotordynamics. Vehicle System Dynamics, DOI: 10.1080/00423114.2023.2170811, 1-17.
Dong Yahong, Cao Shuqian. The comprehensive effect of friction self-excited and modal vibration on polygonal wear of high-speed train wheels. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 2023, 237(6): 763–774.
Zhao Feng, Cao Shuqian, Luo Quantian, Ji Jinchen. Enhanced design of the quasi-zero stiffness vibration isolator with three pairs of oblique springs: theory and experiment. Journal of Vibration and Control, 2022, 29(9-10), DOI: 10.1177/10775463221074143.
Tian Gao, Simin Yuan, Pengfei Liu, Shuqian Cao. Vibration behavior of dual-rotor caused by maneuver load and intershaft bearing defect, AIAA Journal, 2022, DOI: 10.2514/1.J062458.
Qiang Ma, Shuqian Cao, Tao Gong and Jianhua Yang. Weak fault feature extraction of rolling bearing under strong Poisson noise and variable speed conditions. Journal of Mechanical Science and Technology, 2022, 36 (11): 5341-5351. DOI: 10.1007/s12206-022-1001-1.
Yanhong Kang, Shuqian Cao, Yuanhang Hou, Ning Chen, Bo Li. Dynamics research on the rubbing process and rubbing forms of rotor-blade-casing systems. International Journal of Non-Linear Mechanics, 2022, 147: 104242. DOI: 10.1016/j.ijnonlinmec.2022.104242.
Yanhong Kang, Shuqian Cao. Yuanhang Hou, Ning Chen. Analysis of backward whirling characteristics of a dual-rotor system caused by unbalance. Measurement, 2022, 203: 111982. DOI: 10.1016/j.measurement.2022.111982.
Pang Guoying, Cao Shuqian, Chen Yushu, Hou Yuanhang. Study on the semi‑numerical and semi‑analytical solutions of the dynamics equation of an aero‑engine rotor system with ERSFD. Journal of Vibration Engineering & Technologies, 2022, DOI: 10.1007/s42417-022-00650-5.
Hou Yuanhang, Cao Shuqian, Kang Yanhong, Li Guanwu. Dynamics analysis of bending–torsional coupling characteristic frequencies in dual-rotor systems. AIAA Journal, 2022, 60(10): 6020-6035, DOI: 10.2514/1.J061848.
Yahong Dong, Shuqian Cao. Polygonal wear mechanism of high-speed train wheels based on lateral friction self-excited vibration. Machines, 2022, 10, 608, 1-16.
Guoying Pang, Shuqian Cao, and Yushu Chen. Study on the oil film force with unlimited length oil film of the sliding bearing and the ERSFD with bosses, Mathematics, 2022, 10, 1874. 1-25.
Feng Zhao, Shuqian Cao, Quantian Luo, Liqing Li, Jinchen Ji. Practical design of the QZS isolator with one pair of oblique bars by considering pre-compression and low-dynamic stiffness. Nonlinear Dynamics, 108(4): 3313-3330.
Liqing Li, Yuanhang Hou, and Shuqian Cao. An optimized modal balancing approach for a flexible rotor using a vibration response while the rotor is speeding up. Shock and Vibration, 2022, Article ID 5261279, 1-13. DOI: 10.1155/2022/5261279.
Yahong Dong, Shuqian Cao. Generation and evolution condition of polygonal wear of high speed wheel. Shock and Vibration, 2021, Article ID 6793351, 1-10. DOI: 10.1155/2021/6793351.
Guoying Pang, Shuqian Cao, Yushu Chen, Huizheng Chen. Study on vibration and bifurcation of an aeroengine rotor system with elastic ring squeeze film damper. Shock and Vibration, 2021, Article ID 4651339, 1-15. DOI: 10.1155/2021/4651339.
Liqing Li, Shuqian Cao, Jing Li, Rimin Nie and Lanlan Hou. Review of Rotor Balancing Methods. Machines, 2021, 9, 89. DOI: 10.3390/machines9050089.
李静, 曹树谦, 郭虎伦, 聂日敏, 侯远航. 考虑中介轴承弹流润滑时双转子系统振动特性. 哈尔滨工业大学学报, 2021, 53(6): 138-147.
Gao Tian, Cao Shuqian. Paroxysmal impulse vibration phenomena and mechanism of a dual–rotor system with an outer raceway defect of the inter-shaft bearing. Mechanical Systems and Signal Processing, 2021, 157: 107730.
Tian Gao, Shuqian Cao, Tiancheng Zhang. Theoretical and experimental study on the transient time-frequency characteristics of the bending-torsional coupling motions of a rub-impact dual-rotor system. Shock and Vibration, 2021, Article ID 8817228, 1-17.
聂日敏, 曹树谦, 郭虎伦. 航空发动机双转子系统高低压涡轮碰摩振动分析. 振动与冲击, 2021, 40(1): 243-253, 263.
Tian Gao, Shuqian Cao, Yongtao Sun. Nonlinear dynamic behaviors of a flexible asymmetric aero-engine rotor system in maneuvering flight. Chinese Journal of Aeronautics, 2020, 33(10): 2633-2648.
Gao Tian, Cao Shuqian, Hou Lanlan, Hou Yuanhang. An experimental study on the nonlinear vibration phenomenon of a rotor system subjected to barrel roll flight and coupled rub-impact faults. Measurement, 2020, 153: 107406. 1-14.
李静, 曹树谦, 郭虎伦. 中介轴承波纹度对双转子系统动力学特性的影响. 机械科学与技术, 2020, 39(11): 1794-1804.
武立明, 曹树谦. 转子运动激励下叶片的振动特性分析. 机械工程学报. 2019, 55(19): 92-102.
曹树谦, 侯兰兰. GTF发动机设计及动力学问题研究综述. 机械工程学报, 2019, 55(13): 53-63.
Lanlan Hou, Shuqian Cao. Vibration signal model of an aero-engine rotor-casing system with a transfer path effect and rubbing. Measurement, 2019, 141: 429-441.
Lanlan Hou, Shuqian Cao. Evaluation method for vibration measurement on casing in aero-engine - theoretical analysis and experimental study. Shock and Vibration, 2019, Article ID 1648709, 1-15.
Xiaoyang Bi, Shuqian Cao, Daming Zhang. A variety of engine faults detection based on optimized variational mode decomposition-robust independent component analysis and fuzzy c-mean clustering. IEEE Access, 2019, 7(1): 27756-27768.
Hou Lanlan, Cao Shuqian. Nonlinear dynamic analysis on planetary gears-rotor system in geared turbofan engines. International Journal of Bifurcation and Chaos, 2019, 29(6): 1950076.
张天程, 曹树谦. 碰摩双转子系统弯扭耦合振动分析与实验研究. 航空动力学报, 2019, 34(3): 643-655.
Xiaoyang Bi, Shuqian Cao, Daming Zhang. Diesel engine valve clearance fault diagnosis based on improved VMD decomposition and bispectrum. Energies, 2019, 12(4): 661: 1-16.
麻岳敏, 曹树谦, 郭虎伦. 考虑弯扭耦合运动的旋转带冠叶片非线性气动弹性分析. 振动与冲击, 2019, 38(2): 67-74.
Ma Xindong, Cao Shuqian, Guo Hulun. Routes to bursting oscillations in a modified van der Pol–Duffing oscillator with slow-varying periodic excitation. Journal of Vibration and Control. 2018, 24(21): 4960-4970.
Ma Xindong, Cao Shuqian. Pitchfork-bifurcation-delay-induced bursting patterns with complex structures in a parametrically driven Jerk circuit system. Journal of Physics D: Applied Physics, 2018, 51: 335101, 1-15.
孙佳兴, 曹树谦, 郭虎伦, 李利青. 基于Hilbert变换的裂纹叶片时变物理参数识别. 振动、测试与诊断, 2018, 38(4): 666-671.
曹树谦, 黄亚明. 转子系统支承松动故障非线性参数识别. 振动、测试与诊断, 2018, 38(3): 446-453.
黄亚明, 曹树谦. 滚动轴承内外圈损伤对双盘转子响应特性影响分析. 振动与冲击, 2018, 37(7): 43-51,84.
Xindong Ma, Shuqian Cao. Bursting oscillations in shimizu-morioka system with slow-varying periodic excitation. Shock and Vibration, 2018, Article ID 5207910, 1-11.
于洋洋, 郭虎伦, 曹树谦, 刘彬, 陈予恕. 基于IHB法分裂导线次档距振荡的极限环特性. 振动、测试与诊断, 2017, 37(3): 602-608.
李杰, 曹树谦, 郭虎伦, 李利青, 王俊, 白雪川. 机动飞行条件下双转子系统动力学建模与响应分析. 航空动力学报, 2017, 32(4): 835-849.
Shu Sun, Shuqian Cao. Analysis of chaos behaviors of a bistable piezoelectric cantilever power generation system by the second order Melnikov function. Acta Mechanica Sinica, 2017, 33(1): 200-207.
刘卓乾, 曹树谦, 郭虎伦, 李利青. 含螺栓连接转子系统非线性振动特性研究. 振动与冲击, 2016, 35(22): 10-16, 37.
Feng Zhao, Shuqian Cao, Yuebin Yu, Xiangwei Li. Theoretical study of the natural frequencies of a cantilever beam under dry friction. Journal of Vibration and Control, 2016, 22(17): 3779-2786.
曾海楠, 曹树谦. 含摩擦和间隙的失谐叶盘系统振动局部化研究. 振动与冲击, 2016, 35(2): 82-90.
冯文周, 曹树谦, 赵峰, 胡铖, 刘文波. 电梯系统共振失效的灵敏度研究. 振动与冲击, 2015, 34(1): 165-170.
Kangkang Guo, Shuqian Cao and Shiyu Wang. Numerical and experimental studies on nonlinear dynamics and performance of a bistable piezoelectric cantilever generator. Shock and Vibration, 2015, Article ID 692731, 1-14.
赵峰, 曹树谦, 冯文周. 干摩擦悬臂梁一阶等效固有频率研究. 振动与冲击, 2015, 34(10): 46-49, 87.
曹树谦, 王俊, 韩研研, 白雪川. 耦合故障转子系统的降维及动力学特性. 天津大学学报, 2015, 48(4): 318-327.
白雪川, 曹树谦, 杨蛟, 李杰. 机动飞行时航空发动机反向旋转双转子动力学实验研究. 机械科学与技术, 2015, 34(4): 623-628.
郭抗抗, 曹树谦. 考虑材料非线性时压电发电悬臂梁的主共振响应分析. 振动与冲击, 2014, 33(19): 8-16.
Guo Kangkang, Cao Shuqian. A modified Lindstedt-Poincaré method for obtaining periodic resonant solutions of nonlinear non-autonomous oscillators. Transactions of Tianjin University, 2014, 20: 066-071. DOI 10.1007/s12209-014-2126-9.
郭抗抗, 曹树谦. 压电发电悬臂梁的非线性动力学建模及响应分析. 动力学与控制学报, 2014, 12(1): 18-23.
韩研研, 曹树谦, 孙舒, 郭抗抗. 考虑几何非线性时压电双稳态悬臂梁响应分析. 压电与声光, 2014, 36(1): 132-139.
杨蛟, 曹树谦. 机动飞行条件下航空发动机双转子动力学实验研究. 机械科学与技术, 2014, 33(9): 1434-1438.
赵峰, 曹树谦, 于跃斌, 吕可维. 干摩擦双层梁的工作模态实验方法. 振动、测试与诊断, 2013, 33(6): 971-976.
孙舒, 曹树谦. 双稳态压电悬臂梁发电性能分析. 压电与声光, 2013, 35(1): 540-544,548.
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孙舒, 曹树谦, 姜南, 刘承前, 张文德, 郎作贵, 芮国林, 王毅君. 一种冲击式压电发电机的实验研究. 振动与冲击, 2012, 31(17): 95-98.
赵秀芳, 曹树谦. 用Normal Form直接法研究壁板的热颤振与控制. 振动与冲击, 2012，31(11): 54-56.
薛丽辉，曹树谦. 三种非线性力作用下高参数涡轮转子复杂运动响应. 工程力学, 2011, 28(7): 210-216.
Gao J, Cao SQ. Second-order Approximation of Primary Resonance of a Disk-type Piezoelectric Stator for Traveling Wave Vibration. Nonlinear Dynamics, 2010, 61(4): 591-603.
曹树谦，陈予恕. 现代密封转子动力学研究综述. 工程力学, 2009, 26(S2): 68-79.
曹树谦，付耀东，贺微波. 基于三次迟滞模型的旋转行波超声电机圆环定子主共振响应. 振动与冲击，2009, 28(1): 36-41, 67.
Gao Jian, Cao Shuqian. Primary resonance of a disk-type stator for rotary traveling wave ultrasonic motor. International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation, 2007, 8(4): 561-569.
Cao Shuqian, Xin Xiaohui, Ding Qian. Numerical Analysis of Large Turbine Rotor System under the Nonlinear Oil-Film Force and Alford Force. Dynamics of Continuous Discrete and Impulsive Systems: Series B. 2007, 14: 213-217.
曹树谦，高健，张文德，郎作贵，陈予恕. 32m2异线性振动筛模态计算与试验分析. 振动与冲击，2007, 26(S): 65-68.
曹树谦，高健. 压电层合圆板的非线性动力学模型与主共振响应. 天津大学学报(自然科学与工程技术版)，2007.2, 40(2): 139-147.
曹树谦，陈予恕，丁千. 高维非线性转子系统周期分岔解的数值计算. 天津大学学报(自然科学与工程技术版)，2006, 39(6): 637-643.
辛晓辉，曹树谦，陈予恕. 大型双层非线性共振筛强度计算的有限元建模技术. 煤炭学报, 2006.2, 31(1): 108-111.
高健, 曹树谦. 考虑压电材料非线性特性时旋转式超声电机定子的主共振响应. 非线性动力学学报，2005, 12: 66-78.
辛晓辉，曹树谦，丁千. 汽轮机转子在气流力和油膜力作用下的非线性动力学特性. 非线性动力学学报，2005, 12: 45-52.
曹树谦，陈予恕. 压电超声电机的非线性动力学研究进展. 力学进展，2005, 35(2): 153-160.
辛晓辉，曹树谦，陈予恕. 30m2双层非线性共振筛模态计算与动态性能评价. 煤炭学报，2005, 30(2): 237-240.
曹树谦，陈予恕. 多种非线性力作用下不平衡弹性转子的分岔特性. 应用力学学报，2003, 20(3): 56-60.
曹树谦，陈予恕，丁千，张延安，郎作贵. 高速转子动平衡的传递函数法. 机械强度，2002, 24(4): 500-504.
曹树谦, 陈予恕, 薛禹胜. 坐标平面投影法及其在Lorenz混沌系统中的应用. 非线性动力学学报, 2002, 9(3,4): 1-7.
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