疲劳破坏是工程结构中最常见的失效形式之一，据统计，占各类机械零件破坏总数的80%到90%都是由疲劳断裂引起的，所造成的直接经济损失占美、日、欧洲共同体等国家每年国民生产总和的6%到8%左右[1]。此外，疲劳破坏在远低于强度极限的载荷下也会发生，由此会造成极为严重的后果，如图 1所示，1842年发生的凡尔赛铁路事故，调查结果表明由于机车轴在循环载荷下发生疲劳破坏，从而导致牵引机车脱轨[2]。

图 1凡尔赛铁路事故及机车轴破坏示意图

为了充分发挥材料性能与保证结构工作可靠，需要开展材料在交变载荷下的疲劳试验，对材料疲劳性能进行准确评估。因此，了解相关疲劳试验测试和分析方法，对日后材料性能分析和结构设计具有指导意义。

1. 疲劳的分类 根据研究对象、载荷条件、环境和介质情况，疲劳有多种分类方法。常见的疲劳分类如表 1所示。

表 1疲劳分类

下面主要针对高周疲劳、低周疲劳、腐蚀疲劳、蠕变进行分析和讲解。

1.1. 高周疲劳 高周疲劳是指材料或结构在低于其屈服强度的循环应力作用下，经过10^4~10^5次以上的循环产生的失效。材料主要发生弹性变形，因此高周疲劳也称为应力疲劳。材料的高周疲劳性能，用作用应力S与到破坏时的寿命N之间的关系描述。特别地，当应力比R=-1时，即对称恒幅循环载荷下，试验给出的应力-寿命曲线，是材料的基本疲劳性能曲线，称为S-N曲线或Wöhler曲线，如图 2所示[3]。

图 2 S-N曲线及常见金属的疲劳性能曲线

由S-N曲线可知，在给定的应力比下，应力越小，寿命越长。当应力S小于某极限值时，试件不发生破坏，寿命趋于无限长，此时所对应的的应力S的极限值 称为材料的疲劳极限。由于疲劳极限是由试验给出的，试验又不可能一直做下去，故在许多试验研究的基础上，“无限长”一般被定义为[4]：钢材——10^7次循环；焊接件——2×10^6次循环；有色金属，10^8次循环，所对应的应力称为材料的条件疲劳极限。满足S