1.1.3 疲劳的特点
从疲劳的基本概念可以看出，疲劳具有以下几个方面的特点。
（1）疲劳发生的外部原因是扰动应力。扰动应力是指随时间变化的应力，也可以将这一概念进行推广，称为扰动载荷。载荷可以是力、应力、应变、位移等。载荷随时间的变化可以是有规则的，也可以是不规则的，甚至是随机的，如图1-1所示。描述载荷-时间变化关系的图或表称为载荷时间历程，也称为载荷谱。规则的载荷谱可以看作是由一系列载荷循环构成的。最简单的载荷循环历程是恒幅载荷，如图1-1（a）所示。图1-2所示是正弦恒幅疲劳载荷循环。下面介绍载荷循环的几个重要概念。
图1-1 疲劳载荷形式分类
图1-2 正弦恒幅疲劳载荷循环
描述一个应力循环至少需要两个量，即循环最大应力σmax和循环最小应力σmin，这是描述载荷循环的基本参量。疲劳分析中，经常用到下述参量：
应力变程Δσ定义为Δσ=σmax-σmin；
应力幅σa定义为σa=Δσ/2；
平均应力σm定义为σm=(σmax+σmin)/2；
应力比R定义为R=σmin /σmax。
其中，应力比R反映了载荷的循环特征，如当σmax=-σmin时，R=-1，是对称循环；当σmax=σmin， R=1，σa=0时，是静载荷。
上述6个参量中，只需要知道其中任意两个，即可确定整个应力循环。为使用方便，在设计时，一般用最大应力和最小应力，这是由于二者比较直观，便于设计控制；在实验时，一般用平均应力和应力幅，便于施加载荷；在分析时，一般用应力幅和应力比，便于按载荷的循环特征分类研究。
（2）疲劳破坏产生于局部。零部件应力集中处常常是疲劳破坏的起源，局部性是疲劳失效的特征。疲劳分析要从整体出发，注意结构细节，尽可能减少应力集中。
（3）疲劳是一个发展的过程。从疲劳裂纹的形成到裂纹扩展，以致最后断裂，是疲劳损伤逐渐累积的过程。这一过程中结构经历的时间或载荷循环次数称为疲劳寿命。它不仅取决于载荷水平，还与结构的抗疲劳能力有关。需要引起注意的是，一般疲劳分析的最高目标不是预测寿命，而是解决疲劳问题，使结构在使用过程中不发生疲劳失效。疲劳破坏一般分为3个发展阶段，包括裂纹萌生、裂纹扩展和失稳断裂。由于失稳断裂是一个很快的过程，对疲劳寿命影响很小，因此在疲劳分析中一般不予考虑。一般只考虑裂纹萌生和裂纹扩展两部分的寿命，即
Ntotal=Ninitiation+Npropagation
在进行裂纹萌生寿命分析时，一般采用应变疲劳分析方法；在进行裂纹扩展寿命分析时，一般采用断裂力学方法。当疲劳载荷相对较小且不会使材料产生宏观塑性变形时，一般直接采用应力疲劳分析方法。应力疲劳分析的结果是两个阶段疲劳寿命之和。