システム化規格の開発; 第5報 裕度交換手法の開発(その2)

Development of the system based code vol.5: method of margin exchange part2; Determination of quality assurance index based on a "Vector Method"-

浅山 泰 

Asayama, Tai

高速増殖炉(FBR)の実用化に資することを目的として、著者らは、構造健全性に関する新しい規格体系であるシステム化規格の開発を実施している。システム化規格では、技術項目間で余裕を交換し(裕度交換)、全体として合理的な裕度を実現することが大きな特徴の一つである。具体的には、複数の技術項目の組合せに対する信頼度(破損確率)を評価し、これが目標値を満たすかどうかを判定することにより裕度交換の可否を判断する方法が考えられる。しかしながら、設計作業で破損確率を直接扱うと、作業工程が複雑になる可能性もあるので、簡易法の開発が望ましい。著者らは、このために既報において設計係数法等を提案してきたが、本報では、新たに、「ベクトル法」を開発したので報告する。本報で得られた知見は以下のとおり。1)ベクトル法は、予め代表的な条件について、n次元空間において等破損確率曲面を求めておき、次にこの曲面を平面に写像し、平面上のベクトル計算により裕度交換評価を行うものである。作業は容易で、十分な精度を確保できる。2)ベクトル法は、「品質保証指数法」に確率論的な解釈を与えるものであると考えることもできる。3)等破損確率曲面を求めるための手法として、モンテカルロ法などの数値計算によらない、代数的な手法を検討した。この手法は、適用可能な条件下では、数値計算に比べて極めて効率的に破損確率を評価することができる。4)ベクトル法を用いた場合の裕度交換の概略手順を示した。本手法は、システム化規格全体の完成を待たずとも、供用期間中検査計画(ISI)の合理的作成などに資することが期待される。

For the commercialization of fast breeder reactors, (System Based Code), a completely new scheme of a code on structural integrity, is being developed. 0ne of the distinguished features of the System Based Code is that it is able to determine a reasonable total margin on a structural system, by allowing the exchanges of margins between various technical items. Detailed estimation of failure probability of a given combination of technical items and its comparison with a target value is one way to achieve this. However, simpler and easier methods that allow margin exchange without detailed calculation of failure probability are desirable in design. The authors have developed a simplified method such as a (design factor method) from this viewpoint. This report describes a (Vector Method),which has been newly developed. Following points are reported: 1)The Vector Method allows margin exchange evaluation on an (equi-qualitly assurance plane) using vector calculation. Evaluation is easy and sufficient accuracy is achieved. The equi-quality assurance plane is obtained by a projection of an (equi-failure probability surface in a n-dimensional space, which is calculated beforehand for typical combinations of design variables. 2)The Vector Method is considered to give the (Quality Assurance Index Method) a Probabilistic interpretation. 3)An algebraic method was proposed for the calculation of failure probabilities, which is necessary to obtain a equi-failure probability surface. This method calculates failure probabilities without using numerical methods such as Monte Carlo simulation or numerical integration. Under limited conditions, this method is quite effective compared to numerical methods. 4)An illustration of the procedure of margin exchange evaluation is given. It may be possible to use this method to optimize ISI plans; even it is not fully implemented in the System Based Code.