是指重復(fù)沖擊載荷所引起的疲勞。當(dāng)沖擊次數(shù)N小于500~1000次即破壞時(shí)，零件的斷裂形式與一次沖擊相同；當(dāng)沖擊次數(shù)大于10⁵次時(shí)的破壞，零件斷裂屬于疲勞斷裂，并具有典型的疲勞斷口特征。在設(shè)計(jì)計(jì)算中，當(dāng)沖擊次數(shù)大于100次時(shí)，用類似于疲勞的方法計(jì)算強(qiáng)度。

     零件在循環(huán)接觸應(yīng)力作用下產(chǎn)生局部永久性累計(jì)損傷，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)后，接觸表面發(fā)生麻點(diǎn)、淺層或深層剝落的過程，稱為接觸疲勞。接觸疲勞是齒輪、滾動(dòng)軸承和凸輪軸的典型失效形式。

      由于溫度循環(huán)產(chǎn)生循環(huán)熱應(yīng)力所導(dǎo)致的材料或零件的疲勞稱為熱疲勞。溫度循環(huán)變化導(dǎo)致材料體積循環(huán)變化，當(dāng)材料的自由膨脹或收縮受到約束時(shí)，產(chǎn)生循環(huán)熱應(yīng)力或循環(huán)熱應(yīng)變。

     溫度交變作用，除了產(chǎn)生熱應(yīng)力外，還會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部組織變化，使強(qiáng)度和塑性降低。熱疲勞條件下的溫度分布不是均勻的，在溫度梯度大的地方，塑性變形嚴(yán)重，熱應(yīng)變集中較大；當(dāng)熱應(yīng)變超過彈性極限時(shí)，熱應(yīng)力與熱應(yīng)變就不呈線性關(guān)系，此時(shí)求解熱應(yīng)力就要按彈塑性關(guān)系處理。熱疲勞裂紋從表面開始向內(nèi)部擴(kuò)展，方向與表面垂直。

     熱應(yīng)力的大小與熱脹系數(shù)成正比，熱脹系數(shù)越大，熱應(yīng)力越大。所以在選材時(shí)要考慮材料的匹配，即不同材料熱膨脹系數(shù)的差別不能太大。在相同的熱應(yīng)變條件下，材料的彈性模量越大，熱應(yīng)力就越大；溫度循環(huán)變化越大，即上下限溫差越大，則熱應(yīng)力就越大；材料的熱導(dǎo)率越低，則快速加速或冷卻過程中，溫度梯度越陡，熱應(yīng)力也越大。

     腐蝕介質(zhì)和循環(huán)應(yīng)力（應(yīng)變）的復(fù)合作用所導(dǎo)致的疲勞稱為腐蝕疲勞。腐蝕介質(zhì)與靜應(yīng)力共同作用產(chǎn)生的腐蝕破壞稱為應(yīng)力腐蝕。兩者的區(qū)別在于，應(yīng)力腐蝕只有在特定的腐蝕環(huán)境中才發(fā)生，而腐蝕疲勞在任何腐蝕環(huán)境及循環(huán)應(yīng)力復(fù)合作用下，都會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。應(yīng)力腐蝕開裂，有一個(gè)臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子K_ISCC，當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子K_I≤K_ISCC，就不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂；而腐蝕疲勞不存在臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，只要在腐蝕環(huán)境中有循環(huán)應(yīng)力繼續(xù)作用，斷裂總是會(huì)發(fā)生的。

     當(dāng)一個(gè)材料或機(jī)械部件失效時(shí)，總壽命通常由三部分組成：

      裂紋萌生壽命，大量工程實(shí)踐表明，實(shí)際服役過程中機(jī)械部件裂紋的萌生壽命占據(jù)疲勞壽命的絕大部分（甚至達(dá)到總壽命的90%）。

      失穩(wěn)擴(kuò)展至斷裂壽命。

金屬材料的疲勞主要有以下幾種：

     由于工作條件或加工工藝的要求，零件常帶有臺(tái)階、小孔、鍵槽等，使截面發(fā)生突然變化，從而引起局部的應(yīng)力集中，這將顯著地降低材料的疲勞極限，但實(shí)驗(yàn)表明，疲勞極限降低的程度并不是與應(yīng)力集中系數(shù)成正比。但如果要準(zhǔn)確地預(yù)測機(jī)械部件的疲勞行為，就必須估計(jì)高應(yīng)力區(qū)或者含制造缺陷的裂紋萌生壽命。

     文獻(xiàn)研究指出，探討殘余應(yīng)力對金屬疲勞強(qiáng)度的影響，需在高周疲勞下才有意義，因?yàn)榈椭芷诘母邞?yīng)變幅下殘余應(yīng)力將大幅度地松弛，所以在低周疲勞下顯示不出多大的作用。表層殘余壓應(yīng)力對于承受軸向載荷且疲勞裂紋起源于表面的零部件是有益的，但要注意核心部區(qū)域的殘余拉應(yīng)力疊加外載后發(fā)生屈服所引起的殘余應(yīng)力松弛問題。殘余應(yīng)力對零件缺口疲勞強(qiáng)度的作用十分顯著，這是由于殘余應(yīng)力也存在應(yīng)力集中現(xiàn)象和殘余應(yīng)力對疲勞裂紋擴(kuò)展的影響更大的緣故。但殘余應(yīng)力的應(yīng)力集中不僅與缺口幾何因素有關(guān)，還與材料特性有關(guān)。

     材料的疲勞極限σ_-1值通常是用小試樣測定的，試樣直徑一般在7~12mm，而實(shí)際構(gòu)件的截面往往大于該尺寸。試驗(yàn)指出，隨著試樣直徑的加大，疲勞極限下降。其中，強(qiáng)度高的鋼比強(qiáng)度低的鋼下降的快。

      構(gòu)件表面是疲勞裂紋核心易于產(chǎn)生的地方，而承受交變彎曲或交變扭轉(zhuǎn)負(fù)荷的構(gòu)件，表面應(yīng)力最大。構(gòu)件表面的粗糙度、機(jī)械加工的刀痕都會(huì)影響疲勞強(qiáng)度。表面損傷（刀痕、磨痕等）本身就是表面缺口，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。使其疲勞極限降低，且材料強(qiáng)度越高，缺口敏感性越顯著，加工表面質(zhì)量對疲勞極限的影響就越大。

    廣義的高溫疲勞是指高于常溫的疲勞現(xiàn)象。但通常情況下，由于有些零件的工作溫度雖然高于室溫，但并不太高。只有當(dāng)溫度高于0.5T_m（T_m為以熱力學(xué)溫度表示的熔點(diǎn)），或在再結(jié)晶溫度以上時(shí)，出現(xiàn)了蠕變與機(jī)械疲勞復(fù)合的疲勞現(xiàn)象，這時(shí)才稱為高溫疲勞。

    不同載荷下疲勞極限的大小順序?yàn)椋盒D(zhuǎn)彎曲＜平面彎曲＜壓縮載荷＜扭轉(zhuǎn)載荷。在腐蝕介質(zhì)中，加載頻率的裂紋擴(kuò)展的作用比較明顯。在室溫和試驗(yàn)環(huán)境下中，常規(guī)頻率 (0.1~100Hz) 對鋼和黃銅的裂紋擴(kuò)展幾乎沒有任何影響。在試驗(yàn)中一般而言，如果試驗(yàn)加載頻率低于250Hz，頻率對金屬材料的疲勞壽命的影響就較小。

     脆性材料不存在應(yīng)力降低或加工硬化現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)缺口，在較小的名義應(yīng)力條件下就可能發(fā)生斷裂。經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)存在缺口時(shí)，金屬的疲勞極限降低，并且塑性越差，缺口對疲勞極限的影響越大。

     文獻(xiàn)中指出，在疲勞試驗(yàn)試樣的制備過程應(yīng)是導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性最重要的環(huán)節(jié)，如車、銑和校直等機(jī)械加工方式都與試樣的最終制備質(zhì)量有關(guān)。正是由于制備方式和熱處理因素會(huì)影響材料的疲勞性能，尤其是熱處理的影響較大，因而即使是同一批次和尺寸、形貌完全相同的試驗(yàn)也很難完全重復(fù)以前的疲勞試驗(yàn)結(jié)果。由此可見，工件的生產(chǎn)加工因素會(huì)導(dǎo)致零部件的實(shí)際疲勞壽命偏離分析計(jì)算的期望壽命值。

     試驗(yàn)設(shè)備和試樣本身是造成疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)（或結(jié)果）離散性的根本原因。據(jù)文獻(xiàn)分析介紹，在測定零構(gòu)件的疲勞壽命時(shí)，名義載荷相對實(shí)際載荷有3%的誤差，就會(huì)使疲勞壽命產(chǎn)生60%的誤差，極端情況可能會(huì)導(dǎo)致120%的壽命誤差。而對于疲勞試驗(yàn)機(jī)來說，3%誤差是完全允許的。不過文中也提到，在靜力破壞試驗(yàn)中，即使對強(qiáng)度分散性較大的鑄造材料和玻璃等，也不像疲勞壽命那樣存在嚴(yán)重的分散性。

     對于鋼材料，在缺少材料的疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可由材料的拉伸強(qiáng)度極限做出近似的S-N曲線。把疲勞極限與拉伸強(qiáng)度和試樣斷裂伸長率聯(lián)系起來是具有較高精度的一種估算方法。