機(jī)械零件，如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等，工作過程中各點(diǎn)的應(yīng)力隨時(shí)間周期性變化，隨時(shí)間周期性變化的應(yīng)力稱為交變應(yīng)力（也稱為循環(huán)應(yīng)力），在交變應(yīng)力作用下。雖然零件的應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)，但長期工作后的裂紋或突然完全斷裂的現(xiàn)象稱為金屬疲勞。這就需要使用疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，這也是疲勞試驗(yàn)的目的。
在一般試驗(yàn)中，鋼在二次和有色（有色）金屬材料上承受次交變載荷時(shí)的應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度，當(dāng)施加的交變應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)，所獲得的疲勞強(qiáng)度用σ表示。
疲勞失效是機(jī)械零件失效的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，機(jī)械零件的失效約占疲勞失效的80%，在疲勞失效前沒有明顯的變形。因此，疲勞破壞常常會(huì)引起重大事故，因此承受軸、齒輪、軸承、葉片和彈簧等交變載荷的部件應(yīng)選擇較好的疲勞強(qiáng)度材料。
疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)計(jì)算方法：零件的疲勞壽命與零件的應(yīng)力、應(yīng)變水平有關(guān)，它們之間的關(guān)系可以用應(yīng)力一壽命曲線（σ-N曲線）和應(yīng)變一壽命曲線（δ－Ν曲線）表示。應(yīng)力一壽命曲線和應(yīng)變一壽命曲線，統(tǒng)稱為S-N曲線。根據(jù)試驗(yàn)可得其數(shù)學(xué)表達(dá)式：
σmN=C
式中：N應(yīng)力循環(huán)數(shù)；
m、C材料常數(shù)。
在疲勞試驗(yàn)中，實(shí)際零件尺寸和表面狀態(tài)與試樣有差異，常存在由圓角、鍵槽等引起的應(yīng)力集中，所以，在使用時(shí)必須引入應(yīng)力集中系數(shù)K、尺寸系數(shù)ε和表面系數(shù)β。