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[IEEE 2019年第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL) - 保加利亚索佐波尔 (2019.9.6-2019.9.8)] 2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL) - 不精确与不确定性条件下的数据拟合区间方法

DOI：10.1109/CAOL46282.2019.9019465 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 采用智能混合田口-遗传算法（IHTGA）对船舶推进系统中的轴承偏移量和轴系对中进行优化。优化目标是减小轴系正应力和剪切力，约束条件包括冷热工况下轴系推力法兰的许用反作用力、轴承应力、剪切力及弯矩。主推进系统轴系的精确对中对于保障船舶安全运行至关重要。为获得轴承与轴系在运行工况下的可接受受力与应力组合，必须确定最优轴承偏移量。本文采用IHTGA替代大多数船厂使用的耗时传统局部搜索法（含试凑过程）来优化轴承偏移量。该算法在常规遗传算法交叉操作间嵌入田口方法，通过将田口方法的系统推理能力融入交叉操作，实现用于交叉的基因智能选择，从而提升算法在鲁棒性、统计性能和收敛速度方面的表现。采用惩罚函数法将设计目标与约束条件的线性组合作为伪目标函数构建适应度函数，并运用有限元法计算轴承反作用力与应力，以及轴系正应力、弯矩和剪切力。基于2200TEU集装箱船的计算实验表明，所提IHTGA的优化结果显著优于传统含试凑过程的局部搜索法。
作者： WEN-HSIEN HO，JINN-TSONG TSAI，JYH-HORNG CHOU，JIANN-BEEN YUE
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研究概述 实验方案

研究目的

优化船舶推进系统中的轴承偏移量和轴对中情况，以在允许的反作用力、轴承应力、剪切力以及冷热工况下轴推力法兰处的弯曲力矩范围内，最小化正常轴应力和剪切力。

研究成果

IHTGA算法在允许反作用力条件下有效优化了轴承偏移量（基于最大正应力和剪力），并在冷热工况下优化了轴推力法兰的轴承应力、剪力及弯矩。与传统局部搜索方法（含试错流程）相比，所提出的IHTGA具有显著更短的搜索时间，且在传统方法超出约束条件时仍能获得满意结果。

研究不足

该研究聚焦于特定类型船舶（2200 TEU集装箱船），若不做调整可能无法直接适用于其他船型。计算实验基于模拟开展，实际应用时可能需要额外考量。

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