零件在交變應力作用下損壞叫做疲勞破壞。據統計，在機械零件失效中有80％以上屬于疲勞破壞。例如大多數軸類零件，通常受到的交變應力為對稱循環應力，這種應力可以是彎曲應力、扭轉應力、或者是兩者的復合。如火車的車軸，是彎曲疲勞的典型，汽車的傳動軸、后橋半軸主要是承受扭轉疲勞，柴油機曲軸和汽輪機主軸則是彎曲和扭轉疲勞的復合。再如齒輪在嚙合過程中，所受的負荷在零到某一大值之間變化，而缸蓋螺栓則處在大拉小拉的狀態中，這類情況叫做拉-拉疲勞；連桿不同于螺栓，始終處在小拉大壓的負荷中，這類情況叫做拉-壓疲勞。我們還可以列舉很多常用的機械零件所受的負荷情況，綜合這些情況就會得到上面已經提過的結論：大多數零件的失效是屬于疲勞破壞的。

        1 疲勞破壞的特點
        盡管疲勞載荷有各種類型，但它們都有一些共同的特點。

        一， 斷裂時并無明顯的宏觀塑性變形，斷裂前沒有明顯的預兆，而是突然地破壞。

        二， 引起疲勞斷裂的應力很低，常常低于靜載時的屈服強度。

        三， 疲勞破壞能清楚地顯示出裂紋的發生、擴展和斷裂三個組成部份。

        2 疲勞斷口分析
        我們已經知道，疲勞損壞有裂紋的發生、擴展直至終斷裂三部分。

        一個典型的疲勞斷口總是由疲勞源，疲勞裂紋擴展區和斷裂區三部份構成。

        疲勞斷口有各種型式，它取決于載荷的類型，即所受應力為彎曲應力、扭轉應力還是拉-壓應力，同時與應力的大小和應力集中程度有關。

        圖 1 是彎曲疲勞的斷口。在承受低名義應力時，n于應力集中較小的，疲勞裂紋擴展區占的面積相對說比較大，而且斷裂區并不正好位于疲勞源的對側，而是以逆旋轉方向偏離一個位置。對于應力集中較大的，不僅擴展區減小，而且斷裂區已不在軸的表面，漸漸移向。在承受高名義應力時，即使對應力集中小的軸，表面的疲n源已有多處，裂紋擴展形成棘輪形，斷裂區位于軸的。對于高應力集中的軸，表面的疲勞源更多。

    對扭轉疲勞斷口，可n三種型式，見圖 2。

    (1)和軸內成45。，即沿大拉應力作用的平面斷裂，橫斷面呈星狀。當應力集中較大時呈鋸齒狀。

    (2)和軸向垂直，橫斷面呈階梯狀。

    (3)和軸向平行，橫斷面呈階梯狀。

    對二、三種情形，都是沿著大切應力平面斷裂。從理論上看，一般材料的剪切強度都低于材料自身的拉斷強度。而對扭轉軸，在表面上的拉應力和剪切力在數值上相等。之所以出現一種斷裂型式，是由于零件表面存在刀痕或損傷以及材料內部有缺陷而造成的。對扭轉疲勞，一般看不到成貝殼狀或海灘狀的裂紋前沿線。

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