航空发动机研究所

装备运行安全保障与智能监控国家地方联合工程研究中心

研究所与中心简介:

航空发动机研究所,于2016年12月30日在西安交通大学机械工程学院正式成立,来自北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学等专业院校及中国航发、航天科工等航天领域主要研究院所的知名院士、权威专家齐聚交大,共同论证西安交通大学航空发动机研究所的建设思路与方案构想,为学校航空发动机所指明未来发展方向和建设路径,更为我国航空发动机事业发展献言建策。航空发动机研究所的成立是机械工程学院深入贯彻西安交通大学“十三五”规划的开篇之举,是学院全面落实基层科研组织改革的开局之作。设立研究所后,研究所学术带头人由李应红院士担任,所长由吴云教授担任,书记(兼任副所长)由曹宏瑞教授担任,副所长由李兵教授、杨志勃教授担任。

航空发动机的研发是基础科学、关键技术的集大成者,也是衡量一个国家综合科技水平、工业实力和综合国力的重要标志,其设计、制造能力的发展程度是我国迈入创新型国家的重要考核指标之一。长期以来,我国在航空发动机基础研究方面力量薄弱。开展基础技术研究,突破核心关键技术,是我国未来在航空发动机领域取得重大突破的着力点。西安交通大学积极践行国家创新驱动发展战略,认真落实中国制造2025、军民融合等发展战略,主动承担“两机专项”的基础研究任务,依托机械、能动、力学、材料、电气等优势学科,在西安交通大学机械工程学院率先成立“航空发动机研究所”,是助力我国航空发动机领域自主研制与创新发展的重大举措。

装备运行安全与智能监控国家地方联合工程研究中心是由西安交通大学牵头,联合中国航发西安航空发动机有限公司、西安空天能源动力智能制造研究院有限公司、宝鸡中车时代工程机械有限公司、西安中车永济电气有限公司、西安英特迈思信息科技有限公司、西安陕鼓动力股份有限公司、明阳智慧能源集团股份公司、山东中车风电有限公司八家行业典型单位,全面整合力量并酝酿建设,2019年1月由国家发改委正式批复成立。2019年4月8日,高端装备研究院作为西安交通大学首家研究院正式揭牌入驻创新港,装备运行安全保障与智能监控国地联合中心也同时入驻。来自航空发动机、直升机、高铁、风电等领域优势企业现场签约,产学研用有机结合,全力支持中心建设。中心技术委员会由高金吉院士担任主任委员,严新平、涂善东院士担任副主任委员,李应红院士等行业知名专家及企业负责人共同担任委员。

装备运行安全保障与智能监控国家地方联合工程研究中心建设依托西安交大在这一方向多年的研究基础,学校故障诊断研究可追溯至屈梁生院士和何正嘉教授于1985年创建的国内首个机械状态监测与故障诊断研究室。在30余年发展历程中,群体规模不断扩大,研究能力不断增强,取得了丰硕研究成果和行业应用。

人员队伍:

研究所现有教职工20余人,中国科学院院士1人、中国工程院院士1人、教授(博导)8人,研究员1人,副研究员1人,副教授7人,专职科研博士后4人,高级工程师1人,工程师1人。每年可招收硕士研究生50余人,博士生20余人,目前在读博士生和硕士生150余人。

研究中心现有教授13人,研究员13人,副研究员11人,副教授18人,专职科研博士后9人,工程师15人。当前,中心持续引进智能运维领域国际知名学者、企业专家,打造国际化、多学科交叉的复合型一流人才队伍。随着创新港高端装备研究院内涵建设逐步推进,故障诊断传统方向不断迸发新的活力。

人员队伍

实验条件:

装备运行安全与智能监控国家地方联合工程研究中心实验室

制造大数据与智能制造研究中心

绳驱动测试实验台和直升机旋翼椎体测量试验台

多舱段潜艇结构振动主动控制模拟仿真试验系统

智能制造创新中心

区块链驱动的智能产线平台

基于数字孪生的智能制造单元平台

招生就业:

研究所每年招生70人左右,毕业后部分前往国内外知名高校和研究所进一步学习或工作,如:上海交通大学、西北工业大学等,部分进入国内相关企业,如:中航发集团、航天集团、华为等,从事与研究方向相关的工作。

学位类型

招生方向

导师

学术型硕博

招生方向

(全日制)深度学习与智能制造

陈雪峰、刘金鑫、乔百杰、张兴武、王诗彬、孙闯、成玮、张志芬

(全日制)类脑学习与智能检测机器人

陈雪峰、刘金鑫、乔百杰、张兴武、杨志勃、王诗彬

(全日制)新型航空发动机原理与技术

李应红、吴云、何卫锋

(全日制)航空发动机先进控制与容错控制

李应红、吴云、宋志平、刘金鑫

(全日制)激光强化与抗疲劳制造

王华明、何卫锋

(全日制)智能制造系统建模与运行控制优化

周光辉

(全日制)离散车间制造执行高效率低碳运行方法

周光辉

(全日制)小波有限元与动力学分析

曹宏瑞、杨志勃、李兵、乔百杰

(全日制)重大装备振动主动控制

陈雪峰、张兴武、刘金鑫

(全日制)航空发动机先进传感与健康管理

陈雪峰、温广瑞、杨志勃、张兴武、王诗彬、乔百杰

(全日制)机电装备故障智能预示与运行安全保障

李兵、温广瑞、曹宏瑞、成玮、王诗彬

专业型硕博

招生方向

(全日制)高端/智能制造装备与系统

曹宏瑞、陈雪峰、何卫锋、李兵、乔百杰、温广瑞、杨志勃、臧顺来、张兴武、周光辉、成玮

(全日制)重大装备运行性能与智能维护

曹宏瑞、陈雪峰、成玮、李兵、乔百杰、温广瑞、杨志勃、张兴武

(全日制)先进成形与车辆工程

何卫锋、臧顺来

研究方向:

▷新概念发动机与容错控制:包括新概念发动机原理与设计、分布式控制、容错控制等。

▷抗疲劳制造与制造系统:包括激光冲击强化、激光制造与加工、太空打印与低碳制造、智能制造系统等。

▷健康管理动力学:包括齿轮轴承转子等结构典型动力学分析、小波有限元方法、复合材料冲击损伤分析等。

▷健康管理系统:包括航空发动机故障诊断与健康管理、航空发动机检测机器人、重大装备智能运维等。

典型科研项目

项目来源

项目名称

负责人

国家重点基础研究计划(973)

2015CB0574003500万)

航空发动机运行安全基础研究

陈雪峰

国家杰出青年科学基金

51225501

机械系统动态监测、诊断与维护

陈雪峰

国家高技术研究发展计划(863

2007AA04Z410

航空发动机转子裂纹定量检测与剩余寿命预测技术研究

陈雪峰

国家自然科学基金重点项目

51335006HZ

大型风电装备故障机理分析与诊断

陈雪峰

西安铁路信号有限责任公司

西安铁路转换设备动态实验平台研究与建设

陈雪峰

广州航新航空科技股份有限公司

直升机健康管理系统产学研协同创新合作

陈雪峰

中车青岛四方机车车辆股份有限公司工程实验室

高速列车综合诊断技术研究——高速列车轴承健康管理数据分析及PHM关键方法研究

杨志勃

国家优秀青年科学基金

51922084

机械系统动态监测、诊断与维护

曹宏瑞

国家自然科学基金面上项目(11772244

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研究

曹宏瑞

国家自然科学基金面上项目(51575423

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

曹宏瑞

装备预研领域基金项目(61400030601

装备异常状态检测与识别技术

曹宏瑞

国家自然科学基金面上项目(51075114

火炮间隙动力学分析

曹宏瑞

科技部创新方法工作专项(2015IM020600

高端装备制造企业知识资源集成方法研究与应用示范

周光辉

国家自然科学基金面上项目(51575435

碳排放约束下离散制造工艺规划与生产调度协同优化理论与方法研究

周光辉

工信部智能制造综合标准化与新模式应用项目

8018万,校方主持)

大型动力装备智能制造新模式应用

周光辉

国家自然科学基金面上项目(51775408

舰艇耦合场宽频声学状态量化评估的小波浸入边界法研究

张兴武

国家自然科学基金面上项目

51875433

变工况运行机械装备多尺度数据关联健康监测方法研究

杨志勃

中国航发商用航空发动机有限责任公司

基于非接触式测量的航空发动机转子叶片动应力重构技术研究

乔百杰

成果:

关于航发所人才队伍建设,分别有1人入选教育部2008年新世纪人才计划、国家杰出青年科学基金、国家优秀青年科学基金、陕西省青年科技新星、陕西高校青年杰出人才,多名青年教师应邀参加中国航空发动机集团公司多个重点型号的阶段评审等工作。

科研成果:

研究所成员先后主持多项国家自然科学基金重点项目和面上项目、国家重点基础研究发展计划(973)项目、国家高技术研究发展计划(863)项目、国家科技重大专项等国家级项目、省部级项目、校企联合横向课题项目。其中,2018年,由研究所成员牵头主持首批‘两机’重大专项基础研究项目3项,2020年,牵头主持‘两机’重大专项基础研究项目1项。

先后获得国家级、省部级技术奖:2008年教育部技术发明一等奖、2009年国家技术发明二等奖、2018年获国家技术发明二等奖、2019年获陕西省高等学校科学技术奖一等奖。

2018年,由研究所成员作为牵头负责人获批一个教育部重点实验室;2019年,由研究所成员作为牵头负责人由国家发改委正式批复成立装备运行安全保障与智能监控国家地方联合工程研究中心。

研究所科研团队针对风电装备、高铁、航空发动机等研制了大数据监测诊断软硬件系统,所研制的风电监测诊断系统在国内100多个风场获得应用。

研究所成员作为主要作者发表SCI论文两百余篇,申请专利百余项。

教学成果:

2018年获教育部国家级教学成果奖二等奖,2018年获准立项陕西省新工科研究与实践项目一项《智能制造对新型工程科技人才的培养需求及对策研究》,出版专著3本《小波有限元理论及其工程应用》、《风电装备振动监测与诊断》、《智能运维与健康管理》;出版教材2本《有限元方法及其工程案例》、《工程有限元与数值计算》。

研究形成的高功重比微型涡轮发电技术可单独或配合垂直起降无人机用于以下军事领域用途,如海军舰船用无人侦察机、物资装备运输投送军用短垂无人机、短途军用运输无人机、多旋翼无人机和可派生扩展应用到连队微型涡轮发电设备。

涡喷发动机

高铁走行部预测性健康监测(PHM)系统:

以高速动车组为代表的轨道交通装备已成为中国高端制造业崛起的标志,现有的不计成本保安全的维修体制维修量大、工作强度高、准确性不足,劳动力密集型维修体制无法在国外复制,难以满足高铁出口维保需求。因此,针对高铁牵引电机、走行部轮对,开展预测性维护与智能运维的研究、系统开发与应用验证

研究成果:开发了高铁预测性维护与智能运维软硬件系统,涵盖数据采集治理、车载预警、地面分析平台等综合模块,可实现运行状态监测、健康评估、故障诊断、健康预测、维护管理等功能,改变运维模式,提升高铁运行的安全性与经济性。

直升机健康与使用监控系统(HUMS):

实现对传动系统振动、旋翼锥体轨迹、发动机性能等三大关键动部件的有效监测,构造“四级维护体系”,保障直升机外场可派遣率。

上银优奖:

著作:

国际交流

研究所与美国、英国、德国、俄罗斯等大学与国家实验室保持长期合作关系,数十名研究生通过CSC或者博士后方式前往国外合作研究。研究所多人曾赴国际知名学校开展学术交流:研究所副所长曹宏瑞获得“德国洪堡研究基金”资助,成为“洪堡学者”之一,赴德国不来梅大学,在德国国家科学与工程院院士、国际生产工程科学院(CIRP)副主席(Vice President)Brinskmeier教授指导下进行了为期2年的研究工作。研究所王诗彬副教授赴美国纽约大学(New York University)开展访学交流,为期1年。访学期间,主要合作开展振动信号处理与稀疏诊断原理研究。

洪堡学者

王诗彬副教授美国纽约大学(New York University)开展访学交流

同超玮博士赴美国奥兰多参加美国实验力学协会举办的国际模态分析会议(IMAC)并作报告。赵志斌博士赴美国德州休斯敦参加IEEE Instrumentation and Measurement Society举办的2018 IEEE International Instrumentation & Measurement Technology Conference并作报告。丁宝庆博士生赴美国宾夕法尼亚州伊利参加了制造科学与工程国际会议(MSEC 2019)会议并作报告。

吴淑明博士、董书志博士于2019年5月赴新西兰奥克兰参加IEEE Instrumentation and Measurement Society举办的2019 IEEE International Instrumentation & Measurement Technology Conference并作报告,同时吴淑明博士获得了该协会颁发的Graduate Fellowship奖学金15000美元。沈智宪博士于2019年10月赴美国克里夫兰参加凯斯西储大学举办的TESConf 2019 (8th International Conference on Through-Life Engineering Services)并作报告,获得该会议的BEST PAPER AWARD的FINALIST等,与国际同行交流成果。

吴淑明博士荣获荣誉证书

沈智宪博士荣获荣誉证书

赵志斌博士参加IEEE仪器与测量国际会议

丁宝庆博士参加制造科学与工程国际会议(MSEC 2019)会议

同超玮博士参加IMAC-XXXVI国际会议

董书志博士参加IEEE仪器与测量国际会议

2017年10月,丁宝庆博士赴美国纽约大学(New York University)开展访学交流,为期2年。访学期间,主要合作开展振动信号处理与稀疏诊断原理研究。2018年1月,博士生杨来浩赴美国马萨诸塞大学洛厄尔分校(University of Massachusetts, Lowell)结构动力学与噪声系统实验室开展为期一年的访学交流,在访学期间,主要针对航空发动机旋转部件(双转子、旋转叶片)的结构动力学建模与裂纹故障机理开展了深度合作研究,撰写数篇学术论文。2018年9月,同超玮博士赴美国纽约大学(New York University)开展访学交流,为期2年,访学期间,主要合作开展振动信号处理与稀疏诊断原理研究。2019年10月,孙若斌博士赴赴比利时鲁汶大学开展访学交流,为期1年,主要开展振动信号循环平稳分析与机械监测诊断研究。

丁宝庆博士国际访学交流         杨来浩博士国际访学交流

同超玮博士国际访学交流         孙若斌博士国际访学交流

联系人:杨立姣老师yanglijiao666@163.com

2020年7月更新