是指重復沖擊載荷所引起的疲勞。當沖擊次數N小于500~1000次即破壞時，零件的斷裂形式與一次沖擊相同；當沖擊次數大于10⁵次時的破壞，零件斷裂屬于疲勞斷裂，并具有典型的疲勞斷口特征。在設計計算中，當沖擊次數大于100次時，用類似于疲勞的方法計算強度。

     零件在循環接觸應力作用下產生局部永久性累計損傷，經過一定循環次數后，接觸表面發生麻點、淺層或深層剝落的過程，稱為接觸疲勞。接觸疲勞是齒輪、滾動軸承和凸輪軸的典型失效形式。

      由于溫度循環產生循環熱應力所導致的材料或零件的疲勞稱為熱疲勞。溫度循環變化導致材料體積循環變化，當材料的自由膨脹或收縮受到約束時，產生循環熱應力或循環熱應變。

     溫度交變作用，除了產生熱應力外，還會導致材料內部組織變化，使強度和塑性降低。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，塑性變形嚴重，熱應變集中較大；當熱應變超過彈性極限時，熱應力與熱應變就不呈線性關系，此時求解熱應力就要按彈塑性關系處理。熱疲勞裂紋從表面開始向內部擴展，方向與表面垂直。

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

     腐蝕介質和循環應力（應變）的復合作用所導致的疲勞稱為腐蝕疲勞。腐蝕介質與靜應力共同作用產生的腐蝕破壞稱為應力腐蝕。兩者的區別在于，應力腐蝕只有在特定的腐蝕環境中才發生，而腐蝕疲勞在任何腐蝕環境及循環應力復合作用下，都會發生腐蝕疲勞斷裂。應力腐蝕開裂，有一個臨界應力強度因子K_ISCC，當應力強度因子K_I≤K_ISCC，就不會發生應力腐蝕開裂；而腐蝕疲勞不存在臨界應力強度因子，只要在腐蝕環境中有循環應力繼續作用，斷裂總是會發生的。

     當一個材料或機械部件失效時，總壽命通常由三部分組成：

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

      失穩擴展至斷裂壽命。

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，零件常帶有臺階、小孔、鍵槽等，使截面發生突然變化，從而引起局部的應力集中，這將顯著地降低材料的疲勞極限，但實驗表明，疲勞極限降低的程度并不是與應力集中系數成正比。但如果要準確地預測機械部件的疲勞行為，就必須估計高應力區或者含制造缺陷的裂紋萌生壽命。

     文獻研究指出，探討殘余應力對金屬疲勞強度的影響，需在高周疲勞下才有意義，因為低周疲勞的高應變幅下殘余應力將大幅度地松弛，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，但要注意核心部區域的殘余拉應力疊加外載后發生屈服所引起的殘余應力松弛問題。殘余應力對零件缺口疲勞強度的作用十分顯著，這是由于殘余應力也存在應力集中現象和殘余應力對疲勞裂紋擴展的影響更大的緣故。但殘余應力的應力集中不僅與缺口幾何因素有關，還與材料特性有關。

     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，而實際構件的截面往往大于該尺寸。試驗指出，隨著試樣直徑的加大，疲勞極限下降。其中，強度高的鋼比強度低的鋼下降的快。

      構件表面是疲勞裂紋核心易于產生的地方，而承受交變彎曲或交變扭轉負荷的構件，表面應力最大。構件表面的粗糙度、機械加工的刀痕都會影響疲勞強度。表面損傷（刀痕、磨痕等）本身就是表面缺口，會產生應力集中。使其疲勞極限降低，且材料強度越高，缺口敏感性越顯著，加工表面質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。只有當溫度高于0.5T_m（T_m為以熱力學溫度表示的熔點），或在再結晶溫度以上時，出現了蠕變與機械疲勞復合的疲勞現象，這時才稱為高溫疲勞。

    不同載荷下疲勞極限的大小順序為：旋轉彎曲＜平面彎曲＜壓縮載荷＜扭轉載荷。在腐蝕介質中，加載頻率的裂紋擴展的作用比較明顯。在室溫和試驗環境下中，常規頻率 (0.1~100Hz) 對鋼和黃銅的裂紋擴展幾乎沒有任何影響。在試驗中一般而言，如果試驗加載頻率低于250Hz，頻率對金屬材料的疲勞壽命的影響就較小。

     脆性材料不存在應力降低或加工硬化現象，一旦出現缺口，在較小的名義應力條件下就可能發生斷裂。經驗表明，當存在缺口時，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。

     文獻中指出，在疲勞試驗試樣的制備過程應是導致試驗數據離散性最重要的環節，如車、銑和校直等機械加工方式都與試樣的最終制備質量有關。正是由于制備方式和熱處理因素會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也很難完全重復以前的疲勞試驗結果。由此可見，工件的生產加工因素會導致零部件的實際疲勞壽命偏離分析計算的期望壽命值。

     試驗設備和試樣本身是造成疲勞試驗數據（或結果）離散性的根本原因。據文獻分析介紹，在測定零構件的疲勞壽命時，名義載荷相對實際載荷有3%的誤差，就會使疲勞壽命產生60%的誤差，極端情況可能會導致120%的壽命誤差。而對于疲勞試驗機來說，3%誤差是完全允許的。不過文中也提到，在靜力破壞試驗中，即使對強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重的分散性。

     對于鋼材料，在缺少材料的疲勞試驗數據時，可由材料的拉伸強度極限做出近似的S-N曲線。把疲勞極限與拉伸強度和試樣斷裂伸長率聯系起來是具有較高精度的一種估算方法。