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姓名: 曹樹謙
性別:
英文名: Cao Shuqian
人才稱號:
職稱: 教授、博導
職務: 副院長 專業: 動力學與控制(一般力學)
所在機構: 力學系,天津市非線性動力學與混沌控制重點實驗室 個人主頁:
郵箱: sqcao@tju.edu.cn 辦公地點: 天津大學機械工程學院力學系,300072
傳真: +86(0)22-27409924 辦公電話: +86(0)22 27409924
主要學歷: 1980.9~1984.7 在天津大學力學系應用力學專業學習,獲理學學士學位
1986.9~1989.3 在天津大學力學與工程測試系一般力學專業學習,獲工學碩士學位
1998.9~2003.3 在天津大學力學系一般力學與力學基礎專業學習,獲工學博士學位

主要學術經歷: 1990.5 在天津大學力學系晉升為講師
1995.11 在天津大學力學與工程測試系晉升為副教授
2003.3 批準為碩士生導師
2006.6 在天津大學力學系晉升為教授
2009.3 批準為博士生導師

主要研究方向: 非線性動力學與控制
結構動力學與模態分析
轉子動力學
壓電智能結構非線性動力學

主要講授課程: 理論力學(本科生,64/80/96學時)
振動結構模態分析(本科生,32學時;研究生,32/40學時)
非線性振動與應用(博士生,32學時)

主要學術兼職: 2006.5~ 中國振動工程學會模態分析與試驗專業委員會第四屆(~2007)、第五屆(2008~2011)理事;第六屆(2011~2014)常務理事;第七屆(2015~2018)副理事長
2009.4~ 天津市非線性動力學與混沌控制重點實驗室主任(第一屆2009.4~2013.5,第二屆2013.5~2017.5)
2011.5~ 中國振動工程學會會員
2015.11.~ 中國振動工程學會第八屆理事會理事(2015-2019)

主要學術成就: 科研獲獎:
2015第四屆中國大學出版社圖書獎優秀學術著作二等獎,曹樹謙、張文德、蕭龍翔《振動結構模態分析》
2010 第十二屆中國專利獎優秀獎,雙質體穩定節能篩
2010 天津市專利金獎,雙質體穩定節能篩
2010 中國煤炭工業科學技術獎二等獎,大型異線性振動篩研制開發與應用
2005 國家科技進步二等獎,大型旋轉機械和振動機械重大振動故障治理與非線性動力學設計技術
2004 天津市科技進步一等獎,共振篩動力學性能分析與調整技術
2004 教育部科技進步一等獎,大型旋轉機械重大非線性振動故障機理分析與應用

教學獲獎:
2014 第八屆天津市教學名師獎
2014 國家級教學成果二等獎,協同多元化教育資源培養能源動力類國際化高素質創新型人才的熔煉模式
2013天津市優秀教學成果一等獎,面向現代工程教育、構筑高水平基礎力學教學基地
2009 創新型研究生培養的研究與實踐,天津市優秀教學成果二等獎

專利:
國家發明專利,具有冷卻功能的金屬橡膠減振器。發明人:曹樹謙,白雪川,王俊。申請號:201410197975.8,公開(公告)號:CN103982250A,授權公告日:2015.7.22。專利號:ZL 2014 1 0197975.8
實用新型專利,具有冷卻功能的金屬橡膠減振器。發明人:曹樹謙,白雪川,王俊。申請號:201420240391.X,申請日:2014.5.12。公開(公告)號:CN203925611U。授權公告日:2014.11.5。專利號:ZL 2014 2 0240391.X
國家發明專利,基礎運動航空發動機雙轉子系統模型實驗臺。發明人:曹樹謙,楊蛟,白雪川,陳予恕。申請號:201310179723.8,申請日:2013.5.15。公開號:CN103308313A,公開日:2013.9.18。授權公告日:2015.9.9。專利號:ZL 2013 1 0179723.8
國家發明專利,雙穩態雙懸臂梁壓電發電裝置。發明人:曹樹謙,郭抗抗,孫舒。申請號:201210249090.9,申請日:2012.7.18。公開號:CN102790547A,公開日:2012.11.21。授權公告日:2015.6.15。專利號:ZL 2012 1 0249090.9
國家發明專利,雙穩態復合懸臂梁壓電發電裝置。發明人:曹樹謙,郭抗抗,孫舒。申請號:201210249722.1,申請日:2012.7.18。公開號:CN102790548A,公開日:2012.11.21。授權公告日:2015.1.21。專利號:ZL 2012 1 0249722.1
國家發明專利,雙質體穩定節能篩。發明人:陳予恕,曹樹謙,高亞平,林建。申請號:200410093976.4,申請日:2004.12.20。公開(公告)號:CN1308093C,公開日:2005.6.8。授權公告日:2007.4.4。專利號:ZL 2004 1 0093976.4
國家發明專利,單質體穩定節能篩。發明人:陳予恕,曹樹謙,盧安民,鄭和平。申請號:200410093975.X,申請日:2004.12.20。公開號:1623683,公開日:2005.6.8。授權公告日:2007.4.4。專利號:ZL 2004 1 0093975.X

主要科研項目: 主持的主要項目(縱向):
2017.1~2010.12 “極端服役環境下航空發動機雙轉子系統瞬態動力學理論與實驗”,國家自然科學基金項目,直接經費80萬元,項目負責人,項目批準號:1167220
2015.1~2019.8 “航空發動機運行安全基礎研究”,國家重點基礎研究發展計劃(973計劃,項目編號:2015CB057400)。課題5:雙轉子-軸承-機匣系統振動傳遞與故障溯源,525萬元,課題負責人,課題編號:2015CB057405
2012.1~2015.12 “雙穩態壓電發電系統的分岔、大幅周期與混沌運動機理與實驗”,國家自然科學基金,58.0萬元,項目負責人,項目批準號:11172199
2011-04~2014-03 “極端環境下航空轉子/葉片耦合系統動力學建模與分析”,天津市自然科學基金重點項目,20萬元,負責人,合同編號:11JCZDJC25400
2011~2012 “無人機發動機曲軸-螺旋槳系統耦合振動分析”,內燃機燃燒學國家重點實驗室自主課題,15萬,負責人
2009-2011 “基于SAMCEF/ROTOR的高壓環流密封轉子非線性穩定性分析”,教育部高校博士點基金,6.0萬元,實際負責人,項目編號:200800560037
2007.4~2009.9 “旋轉行波超聲電機的非線性動力學理論與實驗研究”,天津市自然科學基金,8.0萬元,項目負責人,合同編號:07JCYBJC04200
2007.1~2009.12 “壓電超聲微振動系統的非線性動力學理論與實驗研究”,國家自然科學基金,34.0萬元,項目負責人,項目批準號:10672116
2005.1~2005.12 “壓電超聲微振動系統的非線性動力學建模與機理”,國家自然科學基金,7.0萬元,項目負責人,項目批準號:10472079
2004.3~2006.3 “大型旋轉機械疑難振動故障機理分析與實驗”,天津市自然科學基金,6.0萬,項目負責人,項目編號:043603511
1997.4~1999.3 “大型汽輪發電機組非線性振動分析與軟件開發”,天津市21世紀—青年基金項目,2.7萬元,項目負責人。項目編號:973703611

主持的主要項目(橫向):
2011.4~2012.3 “澳大利亞力拓40t軸重礦石車模態試驗研究”,中國北車集團齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司,75萬元,執行負責人
2009.9.20~12.31 “地面交通無效能量發電系統結構設計”,江蘇億隆新能源科技發展有限公司,15萬元,項目負責人
2008.5.5~6.14 “潿洲油田6吋海管損傷機理研究”, 天津市海王星海上工程技術有限公司,28萬元,項目負責人

參與的主要項目(縱向):
2007.1~2010.12 “超超臨界汽輪發電機組轉子系統的若干非線性動力學問題”,國家自然科學基金重點項目,200萬,負責人:陳予恕,項目批準號:10632040
1999.3~2003.2 “大型旋轉機械非線性動力學問題”,國家自然科學基金“九五”重大項目,500萬元,負責人:陳予恕,項目編號:19990510

參與的主要項目(橫向):
2008.4~2009.3 “3061和3661高效穩定節能篩”,平頂山天安煤業集團(河南田莊選煤廠)項目,20萬
2004.7~2004.12 “大型非線性共振篩動態特性研究與系列化”,平頂山天安煤業集團(河南田莊選煤廠)項目,25萬
1995.7~1995.9 “天津北郊變電站160MVAR調相機轉子有限元計算分析”,天津電力局委托項目
1994.4~1994.10 “TJ6481A旅行車前橋二橫梁及上、下擺臂總成有限元計算及分析” ,天津三峰客車有限公司,科技協作項目
1993.11~1995.11 “大型汽輪發電機組轉子及支撐系統非線性振動機理與應用分析軟件的研究”,天津軍糧城發電廠、天津電力科學研究院協作項目,10.0萬元
1993.1~1993.7 “三峰牌TJ6481A型客車車身總成結構有限元計算分析”,天津三峰客車有限公司,投標項目,4.5萬元
1991.3~1993.3 “ZKB3675振動篩動強度的研究”,河南洛陽礦山機械廠,“八五”攻關項目, 1.0萬元
1987.1~1989.1 “長距離雙隔振雙質體電磁振動輸送機參數設計與動力特性研究”, 河南鶴壁通用機械廠,河南省“七五”攻關項目,3.0萬元

代表性論著: 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. 2016.10. DOI 10.1007/s10409-016-0609-8.
Feng Zhao, Shu-qian Cao, Yue-bin Yu, Xiang-wei Li. Theoretical study of the natural frequencies of a cantilever beam under dry friction. Journal of Vibration and Control (JVC), 2016, 22(17): 3779-2786.
曾海楠, 曹樹謙. 含摩擦和間隙的失諧葉盤系統振動局部化研究. 振動與沖擊, 2016, 35(2): 82-90.
馮文周, 曹樹謙, 趙峰, 胡鋮, 劉文波. 電梯系統共振失效的靈敏度研究. 振動與沖擊, 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, Article ID 692731, 2015.2.
趙峰, 曹樹謙, 馮文周. 干摩擦懸臂梁一階等效固有頻率研究. 振動與沖擊, 2015, 34(10): 46-49, 87.
曹樹謙, 王俊, 韓研研, 白雪川. 耦合故障轉子系統的降維及動力學特性. 天津大學學報, 2015, 48(4): 318-327.
白雪川, 曹樹謙, 楊蛟, 李杰. 機動飛行時航空發動機反向旋轉雙轉子動力學實驗研究. 機械科學與技術, 2015, 34(4): 623-628.
劉清, 李琨, 王肖鋒, 張昆鵬, 曹樹謙. 不平衡磁拉力作用下電機柔性轉子非線性振動研究. 中國機械工程, 2014, 25(18): 2446-2450.
郭抗抗, 曹樹謙. 考慮材料非線性時壓電發電懸臂梁的主共振響應分析. 振動與沖擊, 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, 曹樹謙. 壓電發電懸臂梁的非線性動力學建模及響應分析. 動力學與控制學報, 2014, 12(1): 18-23.
韓研研, 曹樹謙, 孫舒, 郭抗抗. 考慮幾何非線性時壓電雙穩態懸臂梁響應分析. 壓電與聲光, 2014, 36(1): 132-139.
楊蛟, 曹樹謙. 機動飛行條件下航空發動機雙轉子動力學實驗研究. 機械科學與技術, 2014, 33(9): 1434-1438.
趙峰, 曹樹謙, 于躍斌, 呂可維. 干摩擦雙層梁的工作模態實驗方法. 振動、測試與診斷, 2013, 33(6): 971-976.
孫舒, 曹樹謙. 雙穩態壓電懸臂梁發電性能分析. 壓電與聲光, 2013, 35(1): 540-544,548.
孫舒, 曹樹謙. 雙穩態壓電懸臂梁發電系統的動力學建模及分析. 物理學報(Acta Phys. Sin.), 2012, 61(21): 210505-1~12.
孫舒, 曹樹謙, 姜南, 劉承前, 張文德, 郎作貴, 芮國林, 王毅君. 一種沖擊式壓電發電機的實驗研究. 振動與沖擊, 2012, 31(17): 95-98.
趙秀芳, 曹樹謙. 用Normal Form直接法研究壁板的熱顫振與控制. 振動與沖擊, 2012,31(11): 54-56.
薛麗輝,曹樹謙. 三種非線性力作用下高參數渦輪轉子復雜運動響應. 工程力學, 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.
曹樹謙,陳予恕. 現代密封轉子動力學研究綜述. 工程力學, 2009, 26(S2): 68-79.
曹樹謙,付耀東,賀微波. 基于三次遲滯模型的旋轉行波超聲電機圓環定子主共振響應. 振動與沖擊,2009, 28(1): 36-41, 67.
Gaojian, Cao shuqian. Primary resonance of a disk-type stator for rotary traveling wave ultrasonic motor. INT J NONLINEAR SCI, 2007, 8(4): 561-569.
Cao Shu-qian, Xin Xiao-hui, Ding Qian. Numerical Analysis of Large Turbine Rotor System under the Nonlinear Oil-Film Force and Alford Force. DCDIS—B. 2007, 14: 213-217.
曹樹謙,高健,張文德,郎作貴,陳予恕. 32m2異線性振動篩模態計算與試驗分析. 振動與沖擊,2007, 26(S): 65-68.
曹樹謙,高健. 壓電層合圓板的非線性動力學模型與主共振響應. 天津大學學報(自然科學與工程技術版),2007.2, 40(2): 139-147.
曹樹謙,陳予恕,丁千. 高維非線性轉子系統周期分岔解的數值計算. 天津大學學報(自然科學與工程技術版),2006, 39(6): 637-643.
辛曉輝,曹樹謙,陳予恕. 大型雙層非線性共振篩強度計算的有限元建模技術. 煤炭學報,2006.2, 31(1):108-111.
高健,曹樹謙. 考慮壓電材料非線性特性時旋轉式超聲電機定子的主共振響應. 非線性動力學學報,2005, 12(合刊): 66-78.
辛曉輝,曹樹謙,丁千. 汽輪機轉子在氣流力和油膜力作用下的非線性動力學特性. 非線性動力學學報,2005, 12(合刊): 45-52.
曹樹謙,陳予恕. 壓電超聲電機的非線性動力學研究進展. 力學進展,2005, 35(2): 153-160.
辛曉輝,曹樹謙,陳予恕. 30m2雙層非線性共振篩模態計算與動態性能評價. 煤炭學報,2005, 30(2): 237-240.
曹樹謙,陳予恕. 多種非線性力作用下不平衡彈性轉子的分岔特性. 應用力學學報,2003, 20(3): 56-60.
曹樹謙,陳予恕,丁千,張延安,郎作貴. 高速轉子動平衡的傳遞函數法. 機械強度,2002, 24(4): 500–504.
曹樹謙,陳予恕,薛禹勝. 坐標平面投影法及其在Lorenz混沌系統中的應用. 非線性動力學學報,2002, 9(3,4): 1–7.
曹樹謙,陳予恕. 多跨不平衡軸系的非線性動力學建模.非線性動力學學報,2002,9(1,2):26-32.
曹樹謙, 丁千, 陳予恕, 金宗武, 張寧. 具有滑動軸承的穩態轉子系統有限元建模分析. 汽輪機技術, 1999, 41(6): 347-350, 354.
曹樹謙,張琪昌,陳予恕,于東波. 26m2大型直線振動篩動應力計算分析.天津大學學報,1995,28(5):677-681.

主要會議論文:
高天, 曹樹謙. 機動飛行時航空發動機轉子碰摩故障研究. 第十六屆全國模態分析與試驗學術會議, 2016.8.12~14, 天津.
孫佳興, 曹樹謙, 郭虎倫, 李利青. 基于Hilbert變換的裂紋葉片時變物理參數識別. 第十六屆全國模態分析與試驗學術會議, 2016.8.12~14, 天津.
黃亞明, 曹樹謙. 含典型軸承故障的雙盤轉子—滾動軸承系統非線性動力學響應. 第十六屆全國模態分析與試驗學術會議, 2016.8.12~14, 天津.
馬新東, 曹樹謙, 趙峰, 郭虎倫. 含慢變參數的非線性系統時變分岔問題研究綜述. 第十六屆全國模態分析與試驗學術會議, 2016.8.12~14, 天津.
曹樹謙. 航空發動機轉子動力學若干問題研究. 第12屆全國轉子動力學學術討論會ROTDYN2016,2016.8.5~8,湖南株洲.
孫佳興, 曹樹謙. 裂紋葉片的時變物理參數識別. 第十屆全國動力學與控制學術會議, 2016.5.6~8, 成都.
黃亞明, 曹樹謙. 含滾動軸承故障的雙盤轉子—軸承系統非線性特性研究. 第十屆全國動力學與控制學術會議, 2016.5.6~8, 成都.
侯蘭蘭, 曹樹謙. 基于局域均值分解的時變系統物理參數識別研究. 第十屆全國動力學與控制學術會議, 2016.5.6~8, 成都.
趙峰, 曹樹謙. 含干摩擦的非線性減振器模態演變與減振機理. 第十一屆全國振動理論及應用學術會議, 2015.11.5~7, 北京.
Kangkang Guo, Shuqian Cao. Nonlinear dynamics and electricity generation performance of a bistable piezoelectric cantilever generator: Numerical and experimental study. The 5th International Conference on Nonlinear Science and Complexity (NSC2014), August 4-9, 2014, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, P. R. China.
Zhao Feng, Cao Shuqian. The study of inherent vibration characteristics of structures under dry friction. The 21st International Congress on Sound and Vibration (ICSV2014), 13-17 July, 2014, Beijing China.
韓研研, 曹樹謙. 考慮幾何非線性時雙穩態壓電懸臂梁響應分析. 第十四屆全國非線性振動會議暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩定性學術會議, 2013年5月10~12日, 南寧.
郭抗抗, 曹樹謙. 考慮材料非線性時壓電發電懸臂梁的主共振響應分析. 第十四屆全國非線性振動會議暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩定性學術會議, 2013年5月10~12日, 南寧.
白雪川, 曹樹謙, 楊蛟, 李杰, 郎作貴, 張文德. 機動飛行條件下航空發動機雙轉子系統的實驗研究, 第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩定性學術會議, 2013年5月10~12日, 南寧.
Li Hua, Cao Shuqian. The double pendulum model and nonlinear dynamic characteristics of the pantograph of high-speed train. ICAMM2012, 2012.11.24, Sanya China, Applied Mechanics and Materials, 2013, Vol275-277: 767-770.
Yang Jiao, Cao Shuqian. Dynamic Response Analysis of Turbocharger Rotor of UAV During Hovering Movements. ICMT 2012 (The 16th International Conference on Mechatronics Technology), 2012.10.16-19, 472-476, Tianjin.
趙峰,曹樹謙. 錘擊激力幅值對含干摩擦雙層梁結構模態特性的影響. 第十四屆全國模態分析與試驗學術會議,2012年8月18~19日,廈門.
郭抗抗,曹樹謙. 關于攝動法設解形式及方程各項量級確定的討論. 第九屆全國動力學與控制學術會議, 2012年5月18~20日,西安.
孫舒,曹樹謙. 雙穩態壓電懸臂梁發電系統的動力學建模及分析. 第九屆全國動力學與控制學術會議, 2012年5月18~20日,西安.
趙秀芳,曹樹謙. 用規范型直接法研究壁板的熱顫振. 第13屆全國非線性振動會議暨第10屆全國非線性動力學和運動穩定性學術會議,2011年3月25~27日,天津.
孫舒,曹樹謙. 壓電材料遲滯特性建模研究. 第13屆全國非線性振動會議暨第10屆全國非線性動力學和運動穩定性學術會議,2011年3月25~27日,天津.
孫舒, 曹樹謙, 姜南, 劉承前, 張文德, 郎作貴, 王靚. 一種壓電發電機的實驗研究. ICVUC’2010. 1st International Conference on Vibration Utilization and Control, 2010.8.19-21, Shenyang.
曹樹謙,陳予恕. 現代密封轉子動力學研究綜述. 第18屆全國結構工程學術會議, 2009.12.1,廣州. 大會特邀報告,獲“優秀論文獎”.
曹樹謙,陳予恕. 現代密封轉子動力學研究綜述. 第八屆全國動力學與控制學術會議,2008.8,52.
曹樹謙,高健,張文德,郎作貴,陳予恕. 32m2異線性振動篩模態計算與試驗分析. 中國振動工程學會模態分析與試驗專業委員會第十一屆學術交流會,2007.08.17-18,綿陽.
付耀東,曹樹謙. 基于三次遲滯模型的旋轉行波超聲電機圓環定子主共振響應. 第11屆全國非線性振動會議暨第8屆全國非線性動力學和運動穩定性會議,2007.05.17~19, 石家莊.
高健,曹樹謙. 旋轉行波超聲電機非線性動力學分析. 第11屆全國非線性振動會議暨第8屆全國非線性動力學和運動穩定性會議,2007.05.17~19, 石家莊.
Gaojian, Caoshuqian. PRIMARY RESONANCE OF A DISK-TYPE STATOR FOR THE ROTARY TRAVELING WAVE ULTRASONIC MOTOR. ICDVC-2006, No. 224. Proc. Of the Second International Conference on Dynamics Vibration and Control (abstract). 380-381.
Cao Shu-qian, Xin Xiao-hui, Ding Qian. Numerical Analysis of Large Turbine Rotor System under the Nonlinear Oil-Film Force and Alford Force. ICDVC-2006, No. 222. August 23-26, 2006, Beijing, China.
辛曉輝,曹樹謙. 大型汽輪機轉子在蒸汽力和油膜力作用下非線性動力學特性計算研究. 中國力學學會學術大會2005(CCTAM2005)論文摘要集(下),2005.8.26-28, 北京,P1512.
曹樹謙,陳予恕. 壓電超聲電機的非線性動力學研究進展. 全國非線性動力學、非線性振動和運動穩定性學術會議,2004.10.28-29,南京.
Cao Shuqian, Chen Yushu, Qian Ding, Yan’an Zhang. Plural Shooting Method for Solving Plural ODE and Its Applications to Nonlinear Rotordynamics, Proceedings of the 11th world congress in mechanism and machine science, Vol.3: 1513-1516, IFTToM’2004, Tianjin, 2004.4.
曹樹謙,陳予恕,丁千,郎作貴,張延安. 轉子高速動平衡的非線性傳遞函數法. 全國大型發電機組振動和轉子動力學學術會議論文集,C–69~C73,2003.11.1–3,河南焦作.
Cao Shuqian, Chen Yushu. Bifurcation of Unbalanced Flexible Rotor with Nonlinear Oil Film Forces and Internal Damping. Proc. of the 5th ICVE. China Aviation Industry Press, 2002.9, (ISBN 7-80183-045-8). 2002 (Nanjing), 387-392.

主要著作:
曹樹謙, 張文德, 蕭龍翔.振動結構模態分析——理論、實驗與應用.天津:天津大學出版社,2001第一版,2014第二版. (在全國26個省市自治區的157所高等院校及科研院所的101個專業應用,被引用超過1800次)

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