CC BY
92
УДК: 621.1.001:621.438:539.431
ИССЛЕДОВАНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МАЛОЦИКЛОВОЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ УРАВНЕНИЯ МЭНСОНА
© 2014 A.M. Портер1, С.А. Букатый2, Д.П. Лёшин1
Научно-производственное объединение «Сатурн», г. Рыбинск Ярославской области 2Рыбинский государственный авиационный технический университет
имени П.А.Соловьёва
Рассматривается прогнозирование малоцикловой долговечности образцов и дисков газотурбинных двигателей (ГТД) методом универсальных наклонов - на основе уравнения Мэнсона и его различных модификациях. Уравнение Мэнсона получено в результате испытаний стандартных образцов на растяжение-сжатие, т.е. при одноосном напряжённом состоянии и симметричном цикле нагружения. При сложном напряжённо-деформированном состоянии в модификации уравнения введено среднее напряжение цикла, но чёткие рекомендации его определения отсутствуют. В работе предложены различные варианты представления среднего напряжения. За основу верификации различных модификаций были приняты результаты испытаний стандартных образцов с круглым сечением, образцов с замком «ласточкин хвост», вырезанных из дисков компрессора, а также натурных дисков новых и бывших в эксплуатации. Испытания проводили при отнулевом цикле нагружения, приближенном к реальным условиям работы основных деталей ГТД. Путём сравнения результатов расчётов с экспериментальными данными выявлены наиболее эффективные варианты уточнения уравнения Мэнсона. При этом установлено значительное влияние на малоцикловую долговечность не только величины деформаций деталей, но и типа напряжённо-деформированного состояния. Поэтому наиболее эффективным оказалось использование интенсивностей напряжений. Установлено также, что уточнение уравнения, введённое Мэнсоном и Му-ралидхараном, применимо только для напряжённых состояний, близких к плоскому.
Малоцикловая усталость, уравнение Мэнсона, образцы и диски ГТД, испытания на малоцикловую усталость, прогнозирование долговечности, среднее напряжение.
Но при сложном напряжённо-деформированном состоянии (НДС) чёткие рекомендации отсутствуют. Предлагается использовать наибольшее значение в цикле величины om = (oi + 02 + 03) / 3 при условии, что от > 0. Но практика показывает, что результаты расчётов долговечности в ряде случаев значительно отличаются от результатов, полученных из эксплуатации двигателей, а также при испытании опытных образцов и деталей на малоцикловую усталость (МЦУ). В 1988 г. с целью повышения точности прогнозирования малоцикловой долговечности сделано уточнение уравнения Мэнсона [3], исключающее использование ош. Поэтому в данной работе поставлена задача рассмотреть различные варианты определения среднего напряжения, а также уравнение [3], и сравнить результаты расчётов с результатами испытаний образцов и дисков, проведённых в Научно-производственном объединении «Сатурн». На основе анализа имеющихся рас-
В настоящее время основным методом расчёта малоцикловой долговечности ответственных деталей ГТД является предложенный С.С. Мэнсоном метод универсальных наклонов [1]. При сложном напряжённом состоянии (НС), характерном для основных деталей ГТД в зонах концентрации напряжений, в ЦИАМ после специальных исследований было получено модифицированное уравнение [2]
о)
где ош - среднее напряжение цикла нагружения, а размах деформации Ае включает интенсивности размахов упругой и
пластической составляющих деформаций: Ае^Ае;+АеГ' <2)
Уравнение Мэнсона было получено при одноосном НС в процессе испытаний стандартных образцов на растяжение-сжатие при симметричном цикле нагружения. В этом случае ош = (онагР + оРазгР)/2.
чётных и экспериментальных данных испытаний можно сделать оценку эффективности применения уравнения Мэнсона и выбрать наиболее оптимальный вариант прогнозирования МЦУ деталей ГТД. Поскольку НДС основных деталей ГТД в рабочем цикле близко к жёсткому отнуле-вому циклу нагружения, то циклы нагру-жения опытных образцов и дисков приближали к рабочим. Для исключения дополнительных эффектов испытуемые детали и образцы упрочнению поверхностным пластическим деформированием (обдувка микрошариками и др.) не подвергались. Указанные выше расчёты малоцикловой долговечности для различных вариантов представления от осуществлялись в системе Ма1:ЬСас1. Необходимые данные НДС в наиболее напряжённых местах образцов и дисков были получены расчётами в системе АЫБУБ.
Экспериментальные исследования
Для проведения сравнительных испытаний использовались стандартные круглые образцы диаметром 6,25 мм из материала ВТЗ-1, а также образцы с замком «ласточкин хвост» (рис. 1). Заготовки для стандартных образцов вырезали из полотна и ободной части дисков первой ступени КНД двигателя Д-ЗОКУ-154, что позволило в дальнейшем оценить малоцикловую прочность материала дисков соответственно в радиальном и окружном направлениях. В соответствии с расчётными данными напряжённое состояние указанных участков не превышало 305 МПа, что даёт основание считать, что предварительная наработка при эквивалентных циклических испытаниях (ЭЦИ) или в составе двигателя не должна влиять на результаты испытаний на МЦУ.
Образцы с замком «ласточкин хвост» также вырезали из аналогичных дисков. Схема вырезки образцов показана на рис. 2. Для изготовления образцов использовались диски: а) новый без наработки (брак при изготовлении); б) прошедший ЭЦИ на УИР-3; в) бывший в эксплуатации на двигателе с наработкой 17995часов/ 5545 циклов. Все испытания
на МЦУ образцов и дисков проводились в нормальных условиях при температуре ~ 20°С. Испытания стандартных образцов проводили по отнулевому трапецеидальному циклу с выдержкой 0,5 с при максимальной нагрузке деформацией As, равной 0,008; 0,010; 0,012 и 0,014 мм.
Рис. 1. Опытные образцы стандартные и с замком "ласточкин хвост " из става ВТЗ-1 для испытаний на МЦУ
Образцы с замком нагружали при консольной схеме крепления (рис. 3) на установке фирмы МТБ модели 322 с толкающим усилием Р = 2,5 ±0,1 кН по отнулевому трапецеидальному циклу нагружения частотой /= 0,25 Гц. Уровень напряжений отах = 1140 ±14 МПа контролировали тензометрическим методом.
Результаты испытаний указанных выше образцов приведены в табл. 1 и 2. Из таблицы 1 следует, что рассеяние результатов испытаний стандартных образцов из заготовок, вырезанных в радиальном и окружном направлениях, практически одинаково. Это свидетельствует об однородности прочностных свойств материала дисков компрессора.
Результаты испытаний образцов с замком «ласточкин хвост» (табл. 2) из диска без наработки и из дисков с различной наработкой (ЭЦИ на стенде УИР-3 и на двигателе) близки по величине. Это можно объяснить тем, что предварительная наработка была далека от предельной, и до изготовления опытных образцов и последующего проведения сравнительных испытаний был значительный период вылёживания дисков и «отдыха» материала.
Вид А
Б-Б
ацЬам/О (юрионт п(Л(?
Рис. 2. Схема вырезки образцов с замком «ласточкин хвост »
Рис. 3 Нагружение образцов с замком «ласточкин хвост»
Следовательно, предварительная наработка проявила «эффект циклического упрочнения» материала [4], т.е. частично компенсировала его повреждаемость и привела к некоторому увеличению долговечности образцов, соизмеримой с долговечностью образцов из диска без наработки. С учётом предварительной наработки общее среднее количество циклов до разрушения возрастает до 20474 циклов, что существенно превышает количество цик-
лов для образцов из нового диска -14756 циклов. Этот факт так же подтверждает влияние "эффекта циклического упрочнения". Но ограниченное количество испытаний не позволяет в настоящее время сделать окончательный вывод об эффективности «тренировки» дисков. Для подтверждения приведённых выше гипотез необходимо провести дополнительные исследования, положительные результаты которых могут служить основанием для введения в технологические процессы операции предварительной «тренировки» дисков и других основных деталей для повышения их долговечности в соответствии с патентом [5].
Наряду с испытаниями образцов были проведены ЭЦИ на стенде УИР-3: двух дисков 1 ступени КНД (материал ВТЗ-1) с приблизительно одинаковой предварительной наработкой порядка 3500 циклов в составе двигателей Д-ЗОКУ-154; одного диска 0 ступени двигателя М70ФРУ (материал ВТ22И); 2 диска 9 и 10 ступеней, а также 3 варианта дисков 11 ступени КВД двигателя Д-ЗОКУ-154 (материал ЭИ-961Ш). Испытания дисков 11 ступени проводили после следующих ремонтных доработок: 1-й доработки - прошивки переднего и заднего ряда шлиц на радиус Я = 0,65+0,1 мм; 2-й доработки - срезки заднего ряда и аналогичной прошивки переднего ряда шлиц; 3-й (окончательной) доработки - прошивки переднего и срезки заднего ряда шлиц со вставкой вместо не-
го кольца. Необходимость указанных до- после 1-й доработки - в заднем ряде работок дисков обусловлена появлением шлиц; после 2-й доработки - в контровоч-трещин после -2000 циклов нагружения: ных отверстиях диска.
Таблица 1 - Результаты испытаний на МЦУ стандартных круглых образцов из дисков 1ступени КНД двигателя Д-ЗОКУ-154, материал ВТЗ-1
№ Количество циклов до разрушения (индексы р и о обозначают радиальное и осевое направления вырезки заготовок образцов)
образца Нагружение растяжением по отнулевому циклу деформацией Де, еод
Де =0,008 Де =0,010 Де =0,012 Де =0,014
1 8698 Р 13532Р 8851Р 3238Р
2 12056Р 9472 Р 4061Р 2671Р
3 17562Р 11389 Р 5672 о 2377 о
4 13572 о 9502 Р 7122 о 2827 о
5 17260 о 8838Р 6369 о 2896 о
6 6032 Р 2935 о
7 11540 о
8 9982 о
9 13394 о
Среднее количество циклов 13830 10409 6415 2824
Таблица 2 - Результаты испытаний на МЦУ опытных образцов с замковым пазом «ласточкин хвост» из дисков 1ступени КНД двигателя Д-ЗОКУ-154, материал ВТЗ-1
№ образца Количество циклов до разрушения
Образцы из диска без наработки Образцы из диска с наработкой при ЭЦИ 9658 циклов Образцы из диска с наработкой в эксплуатации 17995час/5545 циклов
1 14629 12909 9666
2 14242 9600 20900
3 10247 - 13344
4 19907 - -
Среднее количество циклов 14756 11255 14637
Общее среднее количество циклов 14756 А'с|) = ' ¿ А', =13284 циклов 5 1
Среднее количество циклов с учётом предварительной наработки 14756 1 5 =-YJN¡= 20474 циклов 5 1
Кроме вышеуказанных, были проведены испытания диска 0 ступени двигателя ГТД-ЮРМ на стенде УИР-2, отличающиеся по уровню нагружения. Результаты испытаний дисков приведены в табл. 3. Следует отметить различие типов НС: в круглых образцах одноосное, в образцах с замковым пазом «ласточкин хвост» близкое к плоскому и в зонах концентрации напряжений дисков объёмное,
что повлияло соответственно и на результаты испытаний. Отметим, что тип НС в уравнении Мэнсона не учитывается. Неясен также вопрос - как учитывать предварительную наработку дисков при ЭЦИ или в эксплуатации до начала испытаний на МЦУ, которым предшествовал значительный период вылёживания и "отдыха". В данной работе осуществляли суммирование всех циклов.
Таблица 3 - Результаты испытаний на МЦУ дисков ГТД на стендах УИР-2 и УИР-3
Наименование дисков Количество циклов до появления трещины в дисках при ЭЦИ
1 ступень КНД Д-30КУ-154 с предв. наработкой —3500 цикл, материал ВТЗ-1 0 ступень М70ФРУ без предв. наработки материал ВТ-22 9 и 10 ст. КВД Д-30КУ-154 с предв. наработкой -4300 циклов материал ЭИ961-Ш 0 ступень ГТД-10 РМ без предв. наработки материал ВТ-6 11 ступень КВД Д-3 ОКУ-154материал ЭИ961-Ш
После 1-й доработки с предв. наработкой -1370 циклов После 2-й доработки с предв. наработкой -2220 циклов После полной доработки с предв. наработкой -1370 циклов
1 5874 1710 -17200 9442 2000 2000 >23500
2 7635 - -17200 - 2000 2000 >23500
Среднее количество циклов 6755 1710 -17200 9442 2000 2000 >23500
Количество циклов с учётом предварительной наработки 10255 1710 -21500 9442 -3400 -4300 >24870
Расчёт малоцикловой долговечности
Модифицированное в ЦИАМ уравнение Мэнсона (1) с учётом ( 2) связывает число циклов до появления трещины N с характеристиками материала и параметрами НДС детали в расчётном цикле. При этом часто результаты расчётов значительно отличаются от экспериментов. Поскольку метод универсальных наклонов представляет общий подход к оценке МЦУ и в настоящее время не существует чётких рекомендаций по определению ош, то рассматривались различные варианты представления ош через главные напряжения. В процессе расчётов было установлено большое влияние на прогнозируемую МЦУ следующих механических характеристик (по степени влияния): пределов
ПРОЧНОСТИ Ов И ДЛИТеЛЬНОЙ ПРОЧНОСТИ Одд,
коэффициентов относительного сужения \|/ и Пуассона ц. Поэтому в расчёт принимались индивидуальные данные из паспорта на соответствующий диск. Из условия обеспечения надёжности и работоспособности деталей при рассеянии механических свойств в расчётах использовались их минимальные значения и учитывались результаты, удовлетворяющие условию безопасности п = Арасч./А'Жспор< 1. Необходимо учитывать также, что появление трещины определялось визуально, но после появления
трещины детали продолжают «работать» до достижения трещиной критической величины. В результате предварительных расчётов с различными выражениями от были установлены три варианта представления ош (табл. 4), к которым для сравнения был добавлен четвёртый вариант, соответствующий уточнённому уравнению Мэнсона-Муралидхарана [3]. В выражениях для ат индексы "н" и "р" обозначают соответственно напряжения при нагруже-нии и разгрузке. При этом для интенсивности напряжений оп, и оф использовали выражение
а; = ■у у1(ои - с22)2 + (с22 - с33)2 + (с33 - С! 3)2. (3) Таблица 4 - Варианты расчёта МЦУ
№ варианта Выражения а,„ и уравнения
1 От = (01 + с2 + С3)н/ з по [2]
2 От = (Ош + Оф) / 2
3 От = (Ош - Ощ)
4 уравнение Мэнсона-Муралидхарана [3]
Улучшенное уравнение Мэнсона-Муралидхарана [3] имеет вид
Д е = 1.17
а
N
+ 0,0266 Б
N
где ов - предел прочности,
£) = 1п(1/(1-\|/)) - пластичность материала.
При шаговом расчёте НДС в цикле нагружения образцов и дисков в системе АЫБУБ часто пластические деформации при нагружении и разгрузке получаются одинаковыми, что приводит к нулевым размахам интенсивности пластических деформаций. Поэтому, чтобы не исключать влияние пластических деформаций на малоцикловую долговечность, в соответствии с (2) они учитывались в размахе деформаций полностью. Очевидно, в процессе жёсткого циклического нагружения происходит перераспределение упругой и пластической составляющих размаха деформаций, учесть которое более точно пока нет возможности.
Таблица 5 - Результаты испытаний и расчётов
Это, по-видимому, является одной из причин в ряде случаев существенного расхождения результатов расчёта и эксперимента, поскольку уменьшение доли пластической деформации влечёт увеличение доли упругой деформации, участие которых в размахе в соответствии с (2) не пропорционально. Результаты расчётов приведены в табл. 5. Как образцы, так и диски различались по уровню нагружения в цикле, которое можно разделить на уровни с малыми, средними и большими пластическими деформациями. Поэтому для оценки вариантов расчёта условно введена следующая классификация нагружения в зависимости от интенсивности пластических деформаций: малые пластические деформации (МПД) - 8;р< 0,001; средние (СПД) - 0,001 < 8;р < 0,003 и большие (БПД) - г;р > 0,003.
якловой долговечности образцов и дисков ГТД
Интенсивность Величина п отношения циклов
Наименование пластических А^ЭКСП до разрушения: И Nэасч / Nзксп
объекта исследований деформаций Варианты расчётов
вЛЮ"3 1 2 3 4
Де = 0,008 МПД 0,154 13830 1,485 0,723 1,275 13,89
Де = 0,010 СПД 1,189 10409 0,672 0,349 0,082 2,803
И ° Я сЗ <и Де = 0,012 БПД 3,010 6415 0,546 0,321 0,095 1,298
о а Де = 0,014 БПД 4,976 2824 0,686 0,445 0,159 1,058
Образцы с пазом «ласточкин хвост» из дисков 14756 0,140 0,146 0,064 0.945
без наработки (верхние) и с СПД 1,691
предварительной наработкой (нижние результаты) 20474 0,101 0,105 0,046 0,681
1 ступень КНД Д-30КУ-154 мпд 0,107 10255 3,204 3,203 0,387 97,3
с наработкой —3500 циклов
0 ступень материал ГТД-10 РМ 1,927 9442 1,875 1,695 0,797 18,4
без предвар. наработки спд
9 и 10 ст.
Д-30КУ-154 2,002 21500 0,446 0,421 0,272 3,565
с наработкой —4300 циклов
0 ступень М70ФРУ 3,920 1710 1,167 1,106 0,730 1,508
без наработки
После 1-й доработки с наработкой БПД 7,512 3380 0,564 0,476 0,738 0,441
—1370 циклов
а « После 2-й доработки с наработкой 5,588 4300 0,843 0,574 0,811 0,676
—2220 циклов
Анализ результатов позволил выделить варианты и области применения уравнения Мэнсона в зависимости от величины 8;р при нагружении, которые приведены в табл. 6.
Таблица 6 - Варианты и области применения уравнения Мэнсона
Наименование объекта исследований Величина интенсивности пластических деформаций ei
МПД СПД БПД
Стандартные круглые образцы 2 1 1
Образцы с замком «ласточкин хвост» - 4 -
Диски ГТД 3 3 3
МПД - е;р< 0,001; БПД-е^ 0,003; СПД-0,001 <е,р< 0,003
Выводы
1. Применение модифицированного уравнения Мэнсона [2] обеспечивает удовлетворительную достоверность только для стандартных круглых образцов при НС, близким к одноосному при средних и
больших пластических деформациях: при 8;Р> 0,001.
2. Уточнённое уравнение Мэнсона-Муралидхарана [3] показало удовлетворительную точность только для образцов с замковым пазом «ласточкин хвост», НС которых близко к плоскому при средних пластических деформациях: 0,001 < 8;Р < 0,003 .
3. Для всех исследованных дисков, НС которых в области концентраторов напряжений является объёмным, независимо от уровня пластических деформаций наиболее достоверные результаты по прогнозированию МЦУ показал третий вариант, в котором для определения среднего напряжения используется разность (размах) интенсивностей напряжений при нагружении и разгрузке дисков: от = (ош-
4. Малоцикловая усталость материала ВТЗ-1 дисков первой КНД двигателя Д-ЗОКУ-154 в радиальном и окружном направлениях практически одинакова.
Библиографический список
1. Manson S.S. Fatigue: A Complex Subject-Some Simple Approximations // Experimental Mechanics. 1965. V. 5, no. 7. P. 193226.
2. Демьянушко И.В., Биргер И. А. Расчёт на прочность вращающихся дисков М.: Машиностроение, 1978. 247 с.
3. Муралидхаран У., Мэнсон С. Модифицированное уравнение с универсальными показателями степени для оценки усталостных характеристик металлов // Теоретические основы инженерных расчётов. 1988. № 4. С. 87-92.
Портер Александр
кандидат технических наук, начальник отдела «КО Анализа и управления ресурсом», Научно-производственное объединение «Сатурн». E-mail: aleksandr.porter@ npo-saturn.ru; [email protected]. Область научных интересов: надёжность и
4. Портер A.M. , Букатый С.А., Окру-гин A.A. Исследование процессов накопления повреждений и разрушения валов и дисков ГТД из материалов ЭИ-961 в зависимости от длительности действия максимальных напряжений в цикле нагружения // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии имени П.А. Соловьёва. 2008. № 2(14). С. 65-74.
5. Кузменко М.Л., Матвеенко Г.П., Портер A.M., Букатый С.А. Способ упрочнения деталей. Пат. РФ № 2431687; опубл. 20.10.2011; бюл. №29.
Информация об авторах
Маркович, ресурс ГТД, малоцикловая и длительная прочность.
Букатый Станислав Алексеевич,
доктор технических наук, профессор кафедры «ТМиСМ», Рыбинский государственный авиационный технический университет. E-mail: [email protected]. Область научных интересов: остаточные
напряжения и деформации, упрочняющие технологии, малоцикловая усталость, механика разрушения.
Лёшин Дмитрий Павлович, инженер-конструктор первой категории «КО
Анализа и управления ресурсом», Научно-производственное объединение «Сатурн». Область научных интересов: надёжность и ресурс ГТД, малоцикловая и длительная прочность.
RESEARCH OF THE VALIDITY OF FORECASTING LOW CYCLE DURABILITY OF GAS TURBINE ENGINE PARTS BASED ON MANSON'S EQUATION
© 2014 A.M. Porter1, S.A. Bukatyi2, D.P. Leshin1
^'NPO "Saturn" Corporation, Rybinsk, Russian Federation 2Rybinsk State Aviation Technical University in the name of P. A. Solovyev,
Rybinsk, Russian Federation
The article presents the prediction of low-cycle durability of gas turbine discs and test samples by the method of universal tilt - on the basis of the Manson equation and its various modifications. Manson equation obtained by testing of standard specimens in stretching-compression, i.e. an uniaxial stress state and the symmetric cycle of loading. Under complex stress-strain state in the modification of the equations embeded the mean stress of the cycle, but clear guidance for determining it are missing. In this paper we proposed different ways to imagine the average stress. On the basis of verification of various modifications were adopted, the results of tests of standard specimens with circular cross-sections, samples of the lock "swallow's tail" cut from the disks of the compressor, as well as full-scale drive of new and used. The test was carried out from zero cycle of loading close to the real operating conditions of main parts of the gas turbine engine. By comparison of calculation results with the experimental data revealed the most effective ways to refine the Manson equations. It was found a significant effect on low cycle durability of not only the magnitude of deformation of the parts, but the type of stress-strain state. Therefore, the most effective was the using of the stress intensities. It was also established that the refinement equation, introduced by Manson and Muralidharan applicable only for stress states that are close to flat.
Low-cycle fatigue, equation Manson, samples and gas turbine discs, low-cycle fatigue testing, forecasting of durability, average stress.
References
1. Manson S.S. Fatigue: A Complex Subject-Some Simple Approximations // Experimental Mechanics. 1965. V. 5, no. 7. P. 193-226.
2. Demiyanushko I. V., Birger I. A. Raschet na prochnost' vrashchayushchikhsya diskov [The strength calculation of rotating discs], M.: Mashinostroenie Publ., 1978. 247 P-
3. Muralidharan U., Manson S.S. The modified equation with universal exponents to evaluate the fatigue characteristics of metals // Journal of engineening for industry. Transactions of the ASME. Series B. 1988. No. 4. P. 87-92. (In Russ.)
4. Porter A.M., Bukatyi S.A., Okrugin A. A. Study of the processes of damage accumulation and fracture of gas turbine shaft and disc from materials of EI-961 depending on the duration of action of the maximum stress in the cycle of loading // Vestnik RGATU. 2008. No. 2(14). P. 65-74. (In Russ.)
5. Kuzmenko M.L., Matveenko, G.P., Porter A.M., Bukatyi S.A. Sposob uprochnenija detalej [The method of parts hardening], Pat. RF, no. 2431687, 2011. (Publ. 20.10.2011, bull. no. 29).
About the authors
Porter Alexander Markovich, Candidate of Science (Engineering), Chief of Design Department of the Analysis and Management of a Resource "NPO "Saturn" Corporation. E-mail: [email protected]: [email protected]. Area of Research: Gas turbine reliability and durability, low-cycle fatigue and long-term strength.
Bukatyi Stanislav Alekseevich, Doctor of Science (Engineering), Professor of F SEE HPE «Rybinsk State Aviation Tech-
nical University University in the name of P.A. Solovyev». E-mail: bukaty_sa@,mail.ru. Area of Research: Residual stress and strains, strengthening technologies, low-cycle fatigue, fracture mechanics.
Leshin Dmitriy Pavlovich, Chief engineer of the Analysis and Management of a Resource "NPO "Saturn" Corporation. Area of Research: Gas turbine reliability and durability, low-cycle fatigue and long-term strength.
