機械零件，如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等，在工作過程中各點的應(yīng)力隨時間作周期性的變化，這種隨時間作周期性變化的應(yīng)力稱為交變應(yīng)力（也稱循環(huán)應(yīng)力）。在交變應(yīng)力的作用下，雖然零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生*斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。
疲勞強度是指金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的zui大應(yīng)力稱為疲勞強度或疲勞極限。實際上，金屬材料并不可能作無限多次交變載荷試驗。一般試驗時規(guī)定，鋼在經(jīng)受10ˇ7次、非鐵（有色）金屬材料經(jīng)受10ˇ8次交變載荷作用時不產(chǎn)生斷裂時的zui大應(yīng)力稱為疲勞強度。當(dāng)施加的交變應(yīng)力是對稱循環(huán)應(yīng)力時，所得的疲勞強度用σ–1表示。 許多機械零件，如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等，在工作過程中各點的應(yīng)力隨時間作周期性的變化，這種隨時間作周期性變化的應(yīng)力稱為交變應(yīng)力（也稱循環(huán)應(yīng)力）。在交變應(yīng)力的作用下，雖然零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點，但經(jīng)過較長時間的工作后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生*斷裂的現(xiàn)象稱為金屬的疲勞。
疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計，在機械零件失效中大約有80%以上屬于疲勞破壞，而且疲勞破壞前沒有明顯的變形，所以疲勞破壞經(jīng)常造成重大事故，所以對于軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等承受交變載荷的零件要選擇疲勞強度較好的材料來制造。
在常規(guī)疲勞強度設(shè)計中，有無限壽命設(shè)計（將工作應(yīng)力限制在疲勞極限以下，即假設(shè)零件無初始裂紋，也不發(fā)生疲勞破壞，壽命是無限的）和有限壽命設(shè)計（采用超過疲勞極限的工作應(yīng)力，以適應(yīng)一些更新周期短或一次消耗性的產(chǎn)品達(dá)到零件重量輕的目的，也適用于寧愿以定期更換零件的辦法讓某些零件設(shè)計得壽命較短而重量較輕）。損傷容限設(shè)計是在材料實際上存在初始裂紋的條件下，以斷裂力學(xué)為理論基礎(chǔ)，以斷裂韌性試驗和無損檢驗技術(shù)為手段，估算有初始裂紋零件的剩余壽命，并規(guī)定剩余壽命應(yīng)大于兩個檢修周期，以保證在發(fā)生疲勞破壞之前，至少有兩次發(fā)現(xiàn)裂紋擴展到危險程度的機會。疲勞強度可靠性設(shè)計是在規(guī)定的壽命內(nèi)和規(guī)定的使用條件下，保證疲勞破壞不發(fā)生的概率在給定值（可靠度）以上的設(shè)計，使零部件的重量減輕到恰到好處。
