曹宏瑞，博士，教授（青拔A）
博士生导师
国家优秀青年科学基金获得者
德国洪堡****
国际生产工程科学院（CIRP）RA
陕西省青年科技新星
航空发动机研究所支部书记、副所长
联系方式
西安交通大学机械工程学院
航空发动机研究所
西安市咸宁西路28号
邮编：710049
电话：-801
Email: chr@mail.xjtu.edu.cn
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课题组史江海同学获国家资助去英属哥伦比亚大学开展联合培养
2018-05-31
课题组发表综述总结智能主轴的概念及研究进展
2016-10-31
欢迎2017届本科生保送/报考研究生！
2016-09-01
曹宏瑞获得“德国洪堡研究基金”资助
2015-03-14
课题组席松涛同学论文被ASME会刊接收
2015-02-05
课题组李亚敏同学论文被ASME会刊接收
2014-11-27
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最新论文链接：https://scholar.google.com/citations?user=Ml1yuCsAAAAJ&hl=zh-CN&oi=ao
Cao H, He D, Xi S, et al. Vibration signal correction of unbalanced rotor due to angular speed fluctuation[J]. Mechanical Systems & Signal Processing, 2018, 107:202-220.(Published online)
Cao H, Niu L, Xi S, et al. Mechanical model development of rolling bearing-rotor systems: A review[J]. Mechanical Systems & Signal Processing, 2018, 102:37-58.(Published online)
Xi S, Cao H, Chen X, et al. A dynamic modeling approach for spindle bearing system supported by both angular contact ball bearing and floating displacement bearing[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering-transactions of the ASME, 2018, 140(2). (Published online)
Wang C, Zhang X, Cao H, et al. Milling stability prediction and adaptive chatter suppression considering helix angle and bending[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018(11):1-13.(Published online)
Cao H, Zhou K, Chen X, et al. Early chatter detection in end milling based on multi-feature fusion and 3σ criterion[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018, 92(9-12):4387-4397. (Published online)
Cao H, Yue Y, Chen X, et al. Chatter detection based on synchrosqueezing transform and statistical indicators in milling process[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018, 95(1):1-12. (Published online)
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主页 - 曹 宏瑞基本信息
曹宏瑞，博士，教授（青拔A）
博士生导师
国家优秀青年科学基金获得者
德国洪堡****
国际生产工程科学院（CIRP）RA
陕西省青年科技新星
航空发动机研究所支部书记、副所长
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航空发动机研究所
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Cao H, He D, Xi S, et al. Vibration signal correction of unbalanced rotor due to angular speed fluctuation[J]. Mechanical Systems & Signal Processing, 2018, 107:202-220.(Published online)
Cao H, Niu L, Xi S, et al. Mechanical model development of rolling bearing-rotor systems: A review[J]. Mechanical Systems & Signal Processing, 2018, 102:37-58.(Published online)
Xi S, Cao H, Chen X, et al. A dynamic modeling approach for spindle bearing system supported by both angular contact ball bearing and floating displacement bearing[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering-transactions of the ASME, 2018, 140(2). (Published online)
Wang C, Zhang X, Cao H, et al. Milling stability prediction and adaptive chatter suppression considering helix angle and bending[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018(11):1-13.(Published online)
Cao H, Zhou K, Chen X, et al. Early chatter detection in end milling based on multi-feature fusion and 3σ criterion[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018, 92(9-12):4387-4397. (Published online)
Cao H, Yue Y, Chen X, et al. Chatter detection based on synchrosqueezing transform and statistical indicators in milling process[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018, 95(1):1-12. (Published online)
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个人信息 - 曹 宏瑞基本信息
曹宏瑞，博士，教授（青拔A）
博士生导师
国家优秀青年科学基金获得者
德国洪堡****
国际生产工程科学院（CIRP）RA
陕西省青年科技新星
航空发动机研究所支部书记、副所长
学术兼职
? 陕西省振动工程学会常务理事
? 中国振动工程学会转子动力学委员会委员
? 中国振动工程学会故障诊断委员会理事
? 国家科技专家库评审专家
? 国家自然科学基金通讯评审专家
? 国际SCI/EI 期刊编委
联系方式
西安交通大学机械工程学院
航空发动机研究所
西安市咸宁西路28号
邮编：710049
电话：-801
Email: chr@mail.xjtu.edu.cn
个人简介
曹宏瑞，教授、博士生导师，德国洪堡****、国家自然科学基金优秀青年基金获得者，国际生产工程科学院（CIRP） Research Affiliate和陕西省青年科技新星。担任中国振动工程学会故障诊断专业委员会理事、转子动力学专业委员会理事、陕西省振动工程学会常务理事、西安交通大学航空发动机研究所副所长。长期从事转子轴承系统故障机理分析、故障诊断及预测方面的研究工作。主持国家自然科学基金4项，重大专项、总装预研等其他项目10余项。获陕西省高等学校科学技术一等奖1项，共发表期刊和会议论文80余篇，其中SCI收录50余篇，4篇入选ESI高被引论文，获Int J Mach Tool Manu期刊最佳论文奖（2019）。1篇论文入选中国精品科技期刊顶尖学术论文，获中国机械工程学会、振动工程学会、航空学会等学会优秀论文奖5项。研究成果得到美国、德国、日本、英国等国家10位科学院/工程院院士、10余位CIRP Fellow、ASME Fellow的引用和积极评价。
教育经历
2000.9—2004.7
哈尔滨工业大学
机械设计制造及其自动化
本科
保送研究生
2004.9—2008.9
西安交通大学
机械制造及其自动化
硕博连读
指导教师：何正嘉教授
2008.9—2010.9
加拿大不列颠哥伦比亚大学
(The University of British Columbia)
联合培养博士
指导教师：Yusuf Altintas院士
2010.12
西安交通大学
机械制造及其自动化
获博士学位
工作经历
2011.1-2012.12
西安交通大学
机械工程学院，装备智能诊断与控制研究所
讲师
2013.1-2017.12
西安交通大学
机械工程学院，装备智能诊断与控制研究所
副教授
2015.10-2016.12
德国不莱梅大学
IWT-LFM研究所
洪堡****
2018.1至今
西安交通大学
机械工程学院，航空发动机研究所
教授
奖励荣誉
? 2011年获中国机械工程学会优秀论文奖
? 2011年获中国振动工程学会优秀论文奖
? 2013年获校级优秀本科毕业设计论文指导教师
? 2014年获陕西省青年科技新星
? 2014年指导本科生获得全国机械设计创新设计大赛多个奖项
? 2015年获西安交通大学优秀本科毕业设计指导教师
? 2015年获德国洪堡基金会研究奖学金
? 2016年获西安交通大学优秀党支部书记
? 2017年获国际学术组织优秀论文奖
? 2017年入选领跑者5000中国精品科技期刊顶尖学术论文
? 2017年获中国航空学会优秀论文奖2项
? 2017年获西安交通大学授课竞赛一等奖
? 2017年获西安交通大学林孟良奖教金
? 2017年获西安交通大学招生先进个人
? 2018年获陕西省青年教师授课竞赛二等奖
2019年获Int J MachToolManu期刊最佳论文奖
科学研究 - 曹 宏瑞研究领域
研究背景：
数字孪生(Digital Twin)是一种集成多物理、多尺度、多学科属性，具有实时同步、忠实映射、高保真度特性，能够实现物理实体与虚拟模型交互与融合的技术手段，是目前全球十大战略科技发展趋势之一，被美国空军实验室、NASA、GE、洛克希德•马丁公司等机构列为航空航天、国防等领域突破性技术,在航空发动机健康管理与运行维护领域表现出巨大的潜力和诱人的应用前景。
研究方向：
本团队面向国家重大需求，聚焦于航空发动机涡轮盘、叶片、主轴承等关键部件，研究数字孪生驱动的健康管理与智能运维新模式，将改变传统的“定期检修、人工检测”维护手段，实现航空发动机核心零部件全生命周期“预知维修” ，提升我国航空发动机运行安全保障能力，培养从事该领域前沿科学研究的高端人才。
（1）航空发动机全生命周期数字孪生建模与更新方法
（2）非平稳信号处理与运行状态智能监控技术
（3）数字孪生驱动的性能评估与剩余寿命预测方法
（4）大数据下新一代人工智能故障诊断与预测方法
（5）基于数据与物理模型融合的健康管理与智能运维技术
科研项目
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项目编号项目名称项目来源起讫时间承担角色项目类别
xxx 机械系统动态监测、诊断与维护 国家自然科学基金项目 2020-1~ 负责人 纵向项目
xxx 航空发动机涡轮盘疲劳寿命智能计算模型研究 国务院各部委项目 2019-12~ 负责人 纵向项目
112244 空气静压主轴多场耦合动力学分析及动平衡精度提升方法 国家自然科学基金项目 2018-1~ 负责人 纵向项目
xxxxxxx 装备异常状态检测与识别技术 国防预研 2018-1~ 负责人 纵向项目
** 智能主轴高速高效加工早期微弱颤振辨识与主动控制研究 国家自然科学基金项目 2016-1~ 负责人 纵向项目
2014ZX04001-191-01 数控成形磨齿机动静态特性分析与高刚性设计 国家攻关项目 2014-1~ 负责人 纵向项目
xxxxxx 机床电主轴故障诊断技术 陕西省青年科技新星 2014-1~ 负责人 纵向项目
高速精密主轴热-力耦合数字建模与故障机理分析 其他 2014-1~ 负责人 纵向项目
xxxxxx 滚动轴承热-力耦合数字建模与故障机理分析 陕西省自然科学基金 2013-1~ 负责人 纵向项目
xxxxxx 数控机床主轴静、动、热特性数字化建模与故障机理分析 西安交大-捷克工业大学国际合作项目 2013-1~ 负责人 纵向项目
xxxxxx 数控机床主轴运行状态监测 与故障智能诊断 其他 2013-1~ 负责人 纵向项目
** 高速主轴系统多参数动力学建模与故障演化机理研究 国家自然科学基金项目 2012-1~ 负责人 纵向项目
029 高速主轴系统非线性动力学建模与故障信号特征提取 国家教育部项目 2012-1~ 负责人 纵向项目
2012ZX04010-011 数控机床主轴动、静、热特性设计与分析工具集 数控机床重大专项 2012-1~ 骨干成员 纵向项目
2012ZX04010-011 数控机床主轴动静热设计分析工具与设计规范 国家攻关项目 2012-1~ 骨干成员 纵向项目
xxxx 高速机床主轴系统动态特性建模理论研究 其他 2011-1~2012-12 负责人 纵向项目
XJTU-HRT-002 机床主轴系统故障建模与信号特征提取 其他 2011-1~ 负责人 纵向项目
** 关键设备故障预示与运行安全保障的新理论和新技术 国家自然科学基金项目 2011-1~ 骨干成员 纵向项目
2009CB724405 超高速柔性主轴系统高精度动平衡的数学力学原理 973项目 2009-1~ 骨干成员 纵向项目
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专利
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专利名称申请号专利类型申请日期
一种航空发动机中介轴承磨损故障振动响应仿真方法 CN8.2 发明 2019.08.29
航空发动机涡轮盘-转子-支承系统数字孪生建模方法 CN1.3 发明 2019.07.31
数字孪生驱动的航空发动机涡轮盘剩余寿命预测方法 CN7.5 发明 2019.07.31
数字孪生驱动的航空发动机涡轮盘裂纹检测与诊断方法 CN7.1 发明 2019.07.31
基于数字孪生的航空发动机主轴承损伤检测与诊断方法 CN6.8 发明 2019.07.31
基于数字孪生的航空发动机主轴承剩余寿命预测方法 CN1.7 发明 2019.07.31
一种三点接触球轴承异常接触擦伤定量评估方法 CN2.X 发明 2019.03.27
同步压缩变换与重构的快速计算方法 CN6.X 发明 2019.03.25
一种基于叶端定时的转子叶片位移场测量方法及其系统 CN8.7 发明 2019.03.22
一种旋转叶片非接触式动应变场测量方法及其系统 CN7.9 发明 2019.03.22
一种旋转叶片动应变场测量方法及其系统 CN4.0 发明 2019.03.22
基于模态振型的叶片位移应变测量方法 CN8.8 发明 2019.03.22
一种航空发动机轮盘裂纹故障的动力学响应分析方法 CN2.8 发明 2019.03.21
基于主轴系统非对称刚度调控的铣削颤振控制方法 CN1.9 发明 2019.01.25
一种主轴回转误差测量装置 CN7.X 发明 2018.12.21
一种基于多频变转速的铣削颤振抑制方法 CN9.6 发明 2018.09.13
一种航空发动机中介轴承局部损伤故障振动仿真方法 CN9.2 发明 2018.09.13
一种用于超精密主轴的动平衡精度提升装置及方法 CN0.6 发明 2018.04.10
一种主轴回转状态下的动态特性测试装置及方法 CN3.1 发明 2018.04.10
一种用于超精密主轴的动平衡精度提升装置及方法 CN0.6 发明 2018.04.10
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论文著作 - 曹 宏瑞论文列表
2020年
Cao H., X. Wang, D. He, et al. An improvement of time-reassigned synchrosqueezing transform algorithm and its application in mechanical fault diagnosis[J]. Measurement, 2020, 155.
Luo W., B. Qiao, Z. Shen,Z.B.Yang.,H.R.Cao. et al. Influence of Sliding Friction on the Dynamic Characteristics of a Planetary Gear Set With the Improved Time-Varying Mesh Stiffness[J]. Journal of Mechanical Design, 2020, 142(7).
Niu L., H. Cao, H. Hou, et al. Experimental observations and dynamic modeling of vibration, characteristics of a cylindrical roller bearing with roller defects[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2020, 138.
Shi J., H. Cao, X. Chen. Effect of angular misalignment on the dynamic characteristics of externally pressurized air journal bearing[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part J-Journal of Engineering Tribology, 2020, 234(2): 205-228.
Shi J., H. Cao, N.K. Maroju, et al. Dynamic Modeling of Aerostatic Spindle With Shaft Tilt Deformation[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering-Transactions of the Asme, 2020, 142(2).
Wang L., Z. Liu, H. Cao, et al. Subband averaging kurtogram with dual-tree complex wavelet packet transform for rotating machinery fault diagnosis[J]. Mechanical Systems and Signal Processing, 2020, 142.
康婷,曹宏瑞.切削工况下机床主轴回转精度动态预测方法[J/OL].机械工程学报:1-9[2020-07-27]
Shi, Fei .Cao, Hongrui .Zhang, Xingwu . Chen, Xuefeng. (2020). A Reinforced k-Nearest Neighbors Method with Application to Chatter Identification in High Speed Milling. IEEE Transactions on Industrial Electronics. PP. 1-1. 10.1109/TIE.2019.**.
2019年
保持架打滑对航空发动机主轴承故障特征频率的影响 景新， 曹宏瑞， 陈雪峰 1000-8055
Li, Denghui . Cao, Hongrui . Liu, Jinxin . Zhang, Xingwu. Chen, Xuefeng. (2019). Milling chatter control based on asymmetric stiffness. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 147. 103458. 10.1016/j.ijmachtools.2019.103458.
Yamin, Li . Cao, Hongrui .Tang, Kai. (2019). A General Dynamic Model Coupled with EFEM and DBM of Rolling Bearing-Rotor System. Mechanical Systems and Signal Processing. 10.1016/j.ymssp.2019.106322.
Cao, Hongrui . Shi, Fei . Yamin, Li . Li, Bijian . Chen, Xuefeng. (2019). Vibration and stability analysis of rotor-bearing-pedestal system due to clearance fit. Mechanical Systems and Signal Processing. 133. 10.1016/j.ymssp.2019.106275.
Cao, Hongrui . Li, Bijian & Yamin, Li . Kang, Ting . Chen, Xuefeng. (2019). Model-based error motion prediction and fit clearance optimization for machine tool spindles. Mechanical Systems and Signal Processing. 10.1016/j.ymssp.2019.106252.
Shi, Jianghai . Cao, Hongrui . Chen, Xuefeng. (2019). Effect of angular misalignment on the dynamic characteristics of externally pressurized air journal bearing. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology. 234. **5824. 10.1177/**58243.
Cao, Hongrui . Kang, Ting . Chen, Xuefeng. (2019). Noise analysis and sources identification in machine tool spindles. CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 25. 10.1016/j.cirpj.2019.04.001.
Chenxi, Wang . Qiao, Baijie . Zhang, Xingwu . Cao, Hongrui . Chen, Xuefeng. (2019). TPA and RCSA based frequency response function modelling for cutting forces compensation. Journal of Sound and Vibration. 456. 10.1016/j.jsv.2019.05.043.
Li, Denghui . Cao, Hongrui . Zhang, Xingwu . Chen, Xuefeng . Yan, Ruqiang. (2019). Model predictive control based active chatter control in milling process. Mechanical Systems and Signal Processing. 128. 10.1016/j.ymssp.2019.03.047.
Chenxi, Wang . Zhang, Xingwu . Qiao, Baijie . Cao, Hongrui . Chen, Xuefeng. (2019). Dynamic Force Identification in Peripheral Milling Based on CGLS Using Filtered Acceleration Signals and Averaged Transfer Functions. Journal of Manufacturing Science and Engineering. 141. 1. 10.1115/1.**.
Songtao, Xi . Cao, Hongrui . Zhang, Xingwu . Chen, Xuefeng. (2019). Zoom synchrosqueezing transform-based chatter identification in the milling process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 101. 10.1007/s00170-018-3002-x.
Shi, Fei . Cao, Hongrui . Zhang, Xingwu . Chen, Xuefeng. (2019). A chatter mitigation technique in milling based on H∞-ADDPMS and piezoelectric stack actuators. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 101. 10.1007/s00170-018-2913-x.
Shi, JiangHai . Cao, Hongrui . Chen, Xuefeng. (2019). Effect of angular misalignment on the static characteristics of rotating externally pressurized air journal bearing. Science China Technological Sciences. 62. 10.1007/s11431-018-9429-4.
Songtao, Xi . Cao, Hongrui . Chen, Xuefeng. (2019). Dynamic modeling of spindle bearing system and vibration response investigation. Mechanical Systems and Signal Processing. 114. 486-511. 10.1016/j.ymssp.2018.05.028.
2018年
Cao H, He D, Xi S, et al. Vibration signal correction of unbalanced rotor due to angular speed fluctuation[J]. Mechanical Systems & Signal Processing, 2018, 107:202-220.
Wang C, Zhang X, Cao H, et al. Milling stability prediction and adaptive chatter suppression considering helix angle and bending[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018(11):1-13.
Cao H, Yue Y, Chen X, et al. Chatter detection based on synchrosqueezing transform and statistical indicators in milling process[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018, 95(1):1-12.
Cao H, Niu L, Xi S, et al. Mechanical model development of rolling bearing-rotor systems: A review[J]. Mechanical Systems & Signal Processing, 2018, 102:37-58.
Xi S, Cao H, Chen X, et al. A dynamic modeling approach for spindle bearing system supported by both angular contact ball bearing and floating displacement bearing[J]. Journal of Manufacturing Science and Engineering-transactions of the ASME, 2018, 140(2).
Guo W, Cao H R, Zi Y Y, et al. Material analysis of the fatigue mechanism of rollers in tapered roller bearings[J]. Science China Technological Sciences, 2018: 1-9.
Sierant J E. Reviewer's Recognition[J]. Journal of Thermal Science & Engineering Applications, 2018.
Wang C, Zhang X, Liu Y, et al. Stiffness variation method for milling chatter suppression via piezoelectric stack actuators[J]. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2018, 124: 53-66
2017年
Cao H, Zhou K, Chen X, et al. Early chatter detection in end milling based on multi-feature fusion and 3σ criterion[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, 92(9-12): 4387-4397.
Cao H, Li D, Yue Y. Root Cause Identification of Machining Error Based on Statistical Process Control and Fault Diagnosis of Machine Tools[J]. Machines, 2017, 5(3): 20.
Niu L, Cao H, Xiong X. Dynamic modeling and vibration response simulations of angular contact ball bearings with ball defects considering the three-dimensional motion of balls[J]. Tribology International, 2017, 109: 26-39.
Cao H, Yue Y, Chen X, et al. Chatter detection in milling process based on synchrosqueezing transform of sound signals[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, 89(9-12): 2747-2755.
Cao H, Riemer O, Brinksmeier E. Dynamic modelling and vibration simulation of air bearing spindle systems due to unbalance[J]. International Journal of Mechatronics and Manufacturing Systems, 2017, 10(3): 260-276.
Cao H, D?rgeloh T, Riemer O, et al. Adaptive separation of unbalance vibration in air bearing spindles[J]. Procedia CIRP, 2017, 62: 357-362.
Cao H, Zhang X, Chen X. The concept and progress of intelligent spindles: a review[J]. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2017, 112: 21-52.
2016年
H. Cao, X. Zhang, X. Chen, The concept and progress of intelligent spindles: A review, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 112 (2017) 21-52.
张兴武, 刘金鑫, 陈雪峰, 曹宏瑞, J. Liu, X. Chen, H. Cao, 基于神经网络的薄壳多目标振动优化控制研究, 机械工程学报, 52 (9) (2016) 56-64.
S. Xi, H. Cao, X. Chen, Zoom Synchrosqueezing Transform for Instantaneous Speed Estimation of High Speed Spindle, in:Materials Science Forum, 2016
L. Niu, H. Cao, Z. He, Y. Li, An investigation on the occurrence of stable cage whirl motions in ball bearings based on dynamic simulations, Tribology International, 103 (2016) 12-24.
S.X. Hongrui Cao, Xuefeng Chen, Shibin Wang, Zoom synchrosqueezing transform and iterative demodulation: Methods with application, Mechanical Systems and Signal Processing, 72b (2016).
H. Cao, Y. Li, X. Chen, A New Dynamic Model of Ball-Bearing Rotor Systems Based on Rigid Body Element, Journal of Manufacturing Science and Engineering, 138 (7) (2016) 071007-071007.
H. Cao, F. Fan, K. Zhou, Z. He, Wheel-bearing fault diagnosis of trains using empirical wavelet transform, Measurement, 82 (2016) 439-449.
2015年
牛蔺楷, 曹宏瑞, 何正嘉, H. Cao, Z. He, 考虑三维运动和相对滑动的滚动球轴承局部表面损伤动力学建模研究, 机械工程学报, 51 (19) (2015) 53-59.
X. Zhang, B. Wang, H. Cao, B. Li, X. Chen, Operational Reliability Assessment of Compressor Gearboxes with Normalized Lifting Wavelet Entropy from Condition Monitoring Information, Entropy, 17 (5) (2015) 3479-3500.
C. Zhang, B. Li, B. Chen, H. Cao, Y. Zi, Z. He, Weak fault signature extraction of rotating machinery using flexible analytic wavelet transform, Mechanical Systems and Signal Processing, 64 (2015) 162-187.
S. Xi, H. Cao, X. Chen, X. Zhang, X. Jin, A frequency-shift synchrosqueezing method for instantaneous speed estimation of rotating machinery, Journal of Manufacturing Science and Engineering, 137 (3) (2015) 031012.
Z. Wan, H. Cao, Y. Zi, W. He, Y. Chen, Mesh stiffness calculation using an accumulated integral potential energy method and dynamic analysis of helical gears, Mechanism and Machine Theory, 92 (2015) 447-463.
C. Sun, Z. He, H. Cao, Z. Zhang, X. Chen, M.J. Zuo, A non-probabilistic metric derived from condition information for operational reliability assessment of aero-engines, IEEE Transactions on Reliability, 64 (1) (2015) 167-181.
L. Niu, H. Cao, Z. He, Y. Li, A systematic study of ball passing frequencies based on dynamic modeling of rolling ball bearings with localized surface defects, Journal of Sound and Vibration, 357 (2015) 207-232.
Y. Li, H. Cao, L. Niu, X. Jin, A General Method for the Dynamic Modeling of Ball Bearing–Rotor Systems, Journal of Manufacturing Science and Engineering, 137 (2) (2015) 021016.
Y. Li, H. Cao, X. Chen, Modelling and vibration analysis of machine tool spindle system with bearing defects, International Journal of Mechatronics and Manufacturing Systems, 8 (1-2) (2015) 33-48.
W. Guo, H. Cao, Z. He, L. Yang, Fatigue Life Analysis of Rolling Bearings Based on Quasistatic Modeling, Shock and Vibration, 2015 (2015).
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H. Cao, K. Zhou, X. Chen, Chatter identification in end milling process based on EEMD and nonlinear dimensionless indicators, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 92 (2015) 52-59.
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出版物
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出版物作者出版日期出版社
有限元方法及其工程案例 陈雪峰，李兵，曹宏瑞 2014-07-01 科学出版社
研究团队 - 曹 宏瑞研究团队
航空发动机数字孪生与智能运维研究团队
团队老师
李兵
教授，博士生导师
杨志勃
教授，博士生导师
乔百杰
副教授，硕导，联合博导
翟智
助理研究员
在读博士研究生
史江海
山西运城人
2014--2016，哈尔滨工业大学，硕士
2016--西安交通大学，博士
石斐
河北石家庄人
2011--2015，西安交通大学，本科
2015--，西安交通大学，硕博连读
李登辉
河南驻马店人
2011--2015，西安交通大学，本科保送
2015--西安交通大学，博士
付洋
河北邯郸人
2011--2015，西北农林科技大学，本科
2015--2018，西安电子科技大学，硕士
2018--西安交通大学，博士
王磊
四川绵阳人
2015--2018，四川大学，硕士
2019--西安交通大学，博士
彭城
陕西西安人
2015--2018，西北工业大学，硕士
2020--，西安交通大学，博士
在读硕士研究生
王东
内蒙古呼和浩特人
2014--2018，哈尔滨工程大学，本科
2018--西安交通大学，硕士
张莹莹
河北保定人
2014--2018，中国地质大学（武汉），本科
2018--西安交通大学，硕士
苏帅鸣
河北秦皇岛人
2014--2018，吉林大学，本科保送
2018--西安交通大学，硕士
第五振坤
陕西咸阳人
2014--2018 四川大学，本科
2018--西安交通大学，硕士
厉琦
安徽合肥人
2015--2019，合肥工业大学，本科
2019--西安交通大学，硕士
刘佳宁
山西大同人
2015--2019，太原理工大学，本科
2019--西安交通大学，硕士
周铖
陕西西安人
2015--2019西安建筑科技大学，本科
2019--西安交通大学 硕士
孙亚超
河南周口人
2015--2019，西安交通大学，本科
2019--西安交通大学，硕士
Mahesh Kumar
伊斯兰堡,巴基斯坦人
2015--2019，伊斯兰堡大学，本科
2019--，西安交通大学，硕士
李康
山东新泰人
2016--2020，西安交通大学，本科
2020--，西安交通大学，硕士
罗杨
浙江余姚人
2016--2020，西安交通大学，本科
2020--，西安交通大学，硕士
魏超虎河南新乡人
2016--2020，吉林大学，本科
2020--，西安交通大学，硕士
已毕业博士研究生
牛蔺楷
山西霍州人
2008--2011，太原理工大学，硕士
2011--2016，西安交通大学，博士
工作单位：太原理工大学
席松涛
河南渑池人
2009--2013，郑州大学，本科，保送
2013--2018，西安交通大学,硕博连读
工作单位：宇通客车公司
已毕业硕士研究生
范飞
四川内江人
2008--2012，东南大学，本科
2012--2015，西安交通大学，硕士
工作单位：中国工程物理研究院
蔡俊琼
湖北蕲春人
2009--2013，湖北汽车工业学院，本科
2012--2015，西安交通大学，硕士
工作单位：华中科技大学
周凯
河南南阳人
2009--2013，长安大学，本科
2013--2016，西安交通大学，硕士
工作单位：中兴通讯股份有限公司
魏江
甘肃庆阳人
2011--2015,四川大学，本科
2015--2018,西安交通大学，硕士
工作单位：西安交通大学航空发动机研究所实验员
岳忆婷
河北石家庄人
2010--2014，郑州大学，本科，保送研究生
2014--2017，西安交通大学，硕士
工作单位：西安精雕软件科技有限公司
李笔剑陕西泾阳人
2010--2014，西安交通大学，本科，保送
2014--2017，西安交通大学，硕士
工作单位：西安精雕软件科技有限公司
韩乐男
黑龙江黑河人
2010--2014，西安交通大学，本科
2014--2017，西安交通大学，硕士
工作单位：中航工业沈阳发动机设计研究所
贺东
陕西西安人
2011--2015，西安交通大学，本科，保送
2015--2018，西安交通大学，硕士
工作单位：香港科技大学在读博士
李亚敏
甘肃会宁人
2008--2012，西安交通大学，本科
2012--2015，西安交通大学，硕士
工作单位：香港科技大学在读博士
朱玉彬
河南南阳人
2012--2016，西安交通大学，本科
2016--2019，西安交通大学，硕士
工作单位：中兴通讯股份有限公司
景新
山西原平人
2012--2016，西北农林科技大学，本科保送
2016--2019，西安交通大学，硕士
工作单位：大疆创新科技有限公司
赵军
山西长治人
2013--2017，西安交通大学，本科保送
2017--2020，西安交通大学，硕士
工作单位：中航工业第六一八研究所
王翔生
河南驻马店人
2013--2017，吉林大学，本科
2017--2020，西安交通大学，硕士
工作单位：招商银行（西安）
康婷
宁夏青铜峡人
2013--2017，西北农林科技大学，本科，保送研究生
2017--2020西安交通大学，硕士
工作单位：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司
学术活动 - 曹 宏瑞学术交流
2020年10月博士生付洋参加ICSMD 2020 International Conference onSensing，Measurement and Data Analysis in the Era Of Artificial Intelligence会议，并作报告。题为《RUL prediction for turbine disc based on high-order particle filtering》
2020年8月，曹宏瑞教授参加全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议，并作报告。
2020年8月，博士生付洋参加全国设备监测诊断与维护学术会议暨第十七届全国设备故障诊断学术会议、第十九届全国设备监测与诊断学术会议，并作报告。题目为《数字孪生驱动的航空发动机涡轮盘剩余寿命预测》
2019年11月，硕士生苏帅鸣参加中国振动工程学会第九次会员代表大会暨第十三届全国振动理论及应用学术会议并作报告。题目为《航空发动机主轴承数字孪生建模研究》
2019年11月，硕士生孙亚超参加中国振动工程学会第九次会员代表大会暨第十三届全国振动理论及应用学术会议并作报告。题目为《轮盘裂纹故障表征与叶端定时检测原理研究》
2019年10月，博士生李登辉参加在沈阳举办的第十八届国际制造会议暨中国工程院国际制造技术高端论坛、第十六届沈阳科学学术年会，并作报告。题目为Fuzzy control of milling chatter via piezoelectric actuators
2019年10月，硕士生康婷参加在沈阳举办的第十八届国际制造会议暨中国工程院国际制造技术高端论坛、第十六届沈阳科学学术年会，并作报告。题目为Prediction of Spindle Rotational Accuracy based on Dynamic Modecling
2019年7月，硕士生赵军参加在北京举办的PHM Asia Pacific 2019会议，并在Model-based Prognostics主题下进行了 oral presentation，报告题目为Modeling and vibration characteristics analysis of disk cracks for aero-engines
2019年7月，博士生付洋参加在北京举办的PHM Asia Pacific 2019会议，并作报告
2016年8月，硕士生韩乐男、李笔剑参加在西安举办的第29届状态监测及故障诊断工程管理国际会议。
2016年7月，曹宏瑞副教授参加在意大利那不勒斯举办的CIRP-ICME会议，并作报告。
2016年5月，曹宏瑞副教授参加在德国开姆尼茨举办的CIRP-HPC会议。
2015年12月，博士生牛蔺楷参加在阿根廷布宜诺斯艾利斯举办的状态监测与诊断工程管理国际会议(COMADEM 2015)，并做学术报告
2015年10月，博士生席松涛在南京参加第12届高速加工国际会议（HSM 2015），并作学术报告。
2013年7月，博士生牛蔺楷、郭伟等参加国际振动会议VETOMAC2013，并作学术报告。
2013年6月，硕士生李亚敏参加ISAM国际会议，并作学术报告，西安。
2012年8月16~19日，参加2012年全国振动工程及应用学术会议，郑州，并作学术报告。
2011年10月27～29日 参加第十届全国振动理论及应用学术会议(NVTA’2011)，南京，并作学术报告。
2011年12月9~11日，参加2011年精密工程与特种加工国际会议（PENTM’2011），西安。
研究生招生 - 曹 宏瑞招生信息
专业研究方向
考试科目
080201 机械制造及其自动化
① 101 思想政治理论
② 201 英语一或202 俄语或203 日语
③ 301 数学一
④ 814 计算机基础综合或
802 机械设计基础或
803 测试技术或
805 工程热力学或
810 电路或
811 自动控制原理（含现代控制理论）与信号与系统 或
813 传热学或
816 工程力学（含理论力学、材料力学）或
843 流体力学
2020年研究生招生尚有名额热忱欢迎来自全国各地的机械、力学、信号处理专业的学生报考！
人才培养 - 曹 宏瑞研究团队
航空发动机数字孪生与智能运维研究团队
团队老师
李兵
教授，博士生导师
杨志勃
教授，博士生导师
乔百杰
副教授，硕导，联合博导
翟智
助理研究员
在读博士研究生
史江海
山西运城人
2014--2016，哈尔滨工业大学，硕士
2016--西安交通大学，博士
石斐
河北石家庄人
2011--2015，西安交通大学，本科
2015--，西安交通大学，硕博连读
李登辉
河南驻马店人
2011--2015，西安交通大学，本科保送
2015--西安交通大学，博士
付洋
河北邯郸人
2011--2015，西北农林科技大学，本科
2015--2018，西安电子科技大学，硕士
2018--西安交通大学，博士
王磊
四川绵阳人
2015--2018，四川大学，硕士
2019--西安交通大学，博士
彭城
陕西西安人
2015--2018，西北工业大学，硕士
2020--，西安交通大学，博士
在读硕士研究生
王东
内蒙古呼和浩特人
2014--2018，哈尔滨工程大学，本科
2018--西安交通大学，硕士
张莹莹
河北保定人
2014--2018，中国地质大学（武汉），本科
2018--西安交通大学，硕士
苏帅鸣
河北秦皇岛人
2014--2018，吉林大学，本科保送
2018--西安交通大学，硕士
第五振坤
陕西咸阳人
2014--2018 四川大学，本科
2018--西安交通大学，硕士
厉琦
安徽合肥人
2015--2019，合肥工业大学，本科
2019--西安交通大学，硕士
刘佳宁
山西大同人
2015--2019，太原理工大学，本科
2019--西安交通大学，硕士
周铖
陕西西安人
2015--2019西安建筑科技大学，本科
2019--西安交通大学 硕士
孙亚超
河南周口人
2015--2019，西安交通大学，本科
2019--西安交通大学，硕士
Mahesh Kumar
伊斯兰堡,巴基斯坦人
2015--2019，伊斯兰堡大学，本科
2019--，西安交通大学，硕士
李康
山东新泰人
2016--2020，西安交通大学，本科
2020--，西安交通大学，硕士
罗杨
浙江余姚人
2016--2020，西安交通大学，本科
2020--，西安交通大学，硕士
魏超虎河南新乡人
2016--2020，吉林大学，本科
2020--，西安交通大学，硕士
已毕业博士研究生
牛蔺楷
山西霍州人
2008--2011，太原理工大学，硕士
2011--2016，西安交通大学，博士
工作单位：太原理工大学
席松涛
河南渑池人
2009--2013，郑州大学，本科，保送
2013--2018，西安交通大学,硕博连读
工作单位：宇通客车公司
已毕业硕士研究生
范飞
四川内江人
2008--2012，东南大学，本科
2012--2015，西安交通大学，硕士
工作单位：中国工程物理研究院
蔡俊琼
湖北蕲春人
2009--2013，湖北汽车工业学院，本科
2012--2015，西安交通大学，硕士
工作单位：华中科技大学
周凯
河南南阳人
2009--2013，长安大学，本科
2013--2016，西安交通大学，硕士
工作单位：中兴通讯股份有限公司
魏江
甘肃庆阳人
2011--2015,四川大学，本科
2015--2018,西安交通大学，硕士
工作单位：西安交通大学航空发动机研究所实验员
岳忆婷
河北石家庄人
2010--2014，郑州大学，本科，保送研究生
2014--2017，西安交通大学，硕士
工作单位：西安精雕软件科技有限公司
李笔剑陕西泾阳人
2010--2014，西安交通大学，本科，保送
2014--2017，西安交通大学，硕士
工作单位：西安精雕软件科技有限公司
韩乐男
黑龙江黑河人
2010--2014，西安交通大学，本科
2014--2017，西安交通大学，硕士
工作单位：中航工业沈阳发动机设计研究所
贺东
陕西西安人
2011--2015，西安交通大学，本科，保送
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李亚敏
甘肃会宁人
2008--2012，西安交通大学，本科
2012--2015，西安交通大学，硕士
工作单位：香港科技大学在读博士
朱玉彬
河南南阳人
2012--2016，西安交通大学，本科
2016--2019，西安交通大学，硕士
工作单位：中兴通讯股份有限公司
景新
山西原平人
2012--2016，西北农林科技大学，本科保送
2016--2019，西安交通大学，硕士
工作单位：大疆创新科技有限公司
赵军
山西长治人
2013--2017，西安交通大学，本科保送
2017--2020，西安交通大学，硕士
工作单位：中航工业第六一八研究所
王翔生
河南驻马店人
2013--2017，吉林大学，本科
2017--2020，西安交通大学，硕士
工作单位：招商银行（西安）
康婷
宁夏青铜峡人
2013--2017，西北农林科技大学，本科，保送研究生
2017--2020西安交通大学，硕士
工作单位：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司
English - 曹 宏瑞Curriculum Vitae
Hongrui Cao, Professor
Xi’an Jiaotong University, Xianning West Road 28#, Xi’an, Shaanxi Province, China, 710049
(86-29) 8266-3689-601 http://gr.xjtu.edu.cn/web/hrcao chr@mail.xjtu.edu.cn
PROFILE:
Hongrui Cao, male, born in 1982. After receiving PhD degree, Dr. Cao pursued his academic career in School of Mechanical Engineering, Xi’an Jiaotong University. He was qualified as a doctoral supervisor and was selected as The New Star on Science and Technology in Shaanxi Province in 2014. His research interests include dynamics of spindle bearing systems, chatter stability of machine tools, cutting process monitoring, and fault diagnosis of rotating machinery. He has undertaken 1 project funded by National Natural Science Foundation of China, 3 provincial and ministerial projects, and 1 international cooperation project. Dr. Cao has published about 30 peer-reviewed journal papers and most of them were published in the respected journals. According to ISI Web of Science, his publications were cited more than 100 times. He has obtained 2 China patents and 1 software copyrights. Dr. Cao has also been actively involved in teaching and academic services. He is teaching courses for both undergraduates and graduates, supervising 7 master students independently and co-supervising 3 PhD students with other professors. He is an active reviewer of more than 5 professional journals and is a member of several academic associations.
EDUCATION:
The University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada 2008-2010
? Visiting Ph.D. student in Mechanical Engineering, Co-supervisor: Yusuf Altintas.
Xi’an Jiaotong University, Xi’an, SN, China 2004-2010
?Ph.D. in Mechanical Engineering
? Dissertation: “Research on Digital Modeling Theory of High-speed Machine Tool Spindles and Its Application”, Supervisor: Zhengjia He
Harbin Institute of Technology, Harbin, HL, China 2000-2004
? B.S. in Mechanical Engineering
EMPLOYMENT:
Professor,School of Mechanical Engineering,Xi'anJiaotongUniversity,
1/2018-current
Associate Professor, School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University,
Assistant Professor, School of Mechanical Engineering, Xi'an Jiaotong University,
1/2013- 12/2017
2/2011-12/2012
RESEARCH:
? Principal Investigator of National Natural Science Foundation of China (Grant No.**): “Dynamic modeling and failure mechanism of high-speed spindle systems” (1/2012- 12/2014).
? Principal Investigator of Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education (Grant No. 029): “Nonlinear dynamic analysis of high-speed spindle systems and feature extraction of fault signals” (1/2012- 12/2014).
? Principal Investigator of Science and Technology Development Program of Shaanxi Province(No. 2014KJXX-33) :”Operational precision assessment and fault diagnosis of high-speed machine tool motorized spindle”(1/2014- 12/2015)
? Principal Investigator of Natural Science Foundation of Shaanxi Province: ”Thermal-mechanical modeling of spindle bearings” (1/2013-12/2014)
? Principal Investigator of the international cooperation project:” Digital modeling of static, dynamic and thermal characteristics of machine tool spindles and fault mechanism analysis” between China and Czech Republic (Co-investigator: Dr. Tomas Holkup) (1/2013-12/2014).
? Participated in National Basic Research Program of China (Grant No.2009CB724405):”The dynamic balance principle of ultra high-speed spindles” (1/2009-12/2013).
COURSE TEACHING:
?MACH2408: Fundamentals of Mechanical Design,
?CODE3009: Course Exercise for Fundamentals of Mechanical Design,
?CODE3009: Fault Diagnosis for Machinery (Teaching in English),
?INSM6102: Modern signal Processing Technology and its Engineering application,
Undergraduates
Undergraduates
Graduates
Graduates
SELECTED PEER REVIEWED PAPERS (* denotes corresponding author):
? Cao, H.*, Li, B., He, Z. (2013): Finite element model updating of machine-tool spindle systems. Journal of Vibration and Acoustics, Transactions of the ASME, 135(2), 024503, 1-4.
? Cao, H.*, Lei, Y., He, Z. (2013): Chatter identification in end milling process using wavelet packets and Hilbert–Huang transform. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 69, 11-19.
? Cao, H.*, Li, B., He, Z. (2012): Chatter stability of milling with speed-varying dynamics of spindles. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 52(1), 50-58. (Times cited: 11)
? Cao, H.*, Holkup, T, Altintas, Y. (2011): A comparative study on the dynamics of high speed spindles with respect to different preload mechanisms. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 57 (9-12), 871-883. (Times cited: 13)
? Cao, H.*, Chen, X., Zi, Y. et al. (2008): End milling tool breakage detection using lifting scheme and Mahalanobis distance. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 48 (2), 141-151. (Times cited: 20)
MONOGRAPH:
? Chen, X. Li, B. Cao, H. (2014): Finite Element Method and Its Engineering Application Cases. Beijing, Science Press. 209pp. (In Chinese)
PROFESSIONAL AND ACADEMIC ASSOCIATION MEMBERSHIP:
? 2014- Member, IEEE Instrumentation and Measurement Society
? 2012- Senior Member, Chinese Mechanical Engineering Society
? 2011- Member, Chinese Society for Vibration Engineering
SERVICES:
? 2013- Expert Reviewer of National Natural Science Foundation of China
? 2013- Dean Assistant in School of Mechanical Engineering, Xi’an Jiaotong University
?2011- Defense Committee for Bachelor Degree and Master Degree, School of Mechanical Engineering, Xi’an Jiaotong University
?2010- Reviewer of more than 5 professional journals(including Measurement，Journal of Mechanical Engineering Science, Mathematical Problems in Engineering, etc.)
AWARDS/HONORS:
? 2014. Selected as The New Star on Science and Technology in Shaanxi Province.
? 2011. The Outstanding Paper Award of Chinese Mechanical Engineering Society.
? 2011. The Outstanding Paper Award in the National Conference of Vibration Technology and Application.
? 2008-2010. Visiting Scholarship of China Scholarship Council (CSC).
? 2007, Excellent Graduate Student Award, at Xi’an Jiaotong University.
? 2004, Excellent Undergraduate Student Award, at Harbin Institute of Technology.
? 2001-2004, University Scholarship, three times, at Harbin Institute of Technology.
