材料承受反复应力的作用过程
疲劳破坏大致分为低周期疲劳 (low cycle fatigue) 和高周期疲劳 (high cycle fatigue)。一般而言，发生疲劳破坏时的应力周期次数少于十万次者，称为低周期疲劳；高于此次数者，称为高周期疲劳。低周期疲劳的作用应力较大，经常伴随着结构的永久塑性变形 (plastic deformation)；高周期疲劳的作用应力较小，结构变形通常维持在弹性 (elastic) 范围内，所以不致有永久变形。
材料疲劳破坏的进程分为：裂纹初始 (crack initiation)、裂纹成长 (crack growth)、强制破坏 (rupture)。材料表面瑕疵或是几何形状不连续处，材料晶格 (lattice) 在外力作用下沿结晶面 (crystallography plane) 相互滑移 (slip)，形成不可逆的差排 (dislocation) 移动，在张力及压力交替作用下，于材料表面形成外凸 (extrusion) 及内凹 (intrusion)，造成初始裂纹。这些初始裂纹在多次应力周期的拉伸应力连续拉扯下逐渐成长，使材料承载面积缩减，降低材料的承载能力。当裂纹成长到临界长度 (critical length) 时，材料净承载面积下的应力超过材料的极限强度，此时的材料强制破坏也就无法避免了。
疲劳破坏特点
突然性
断裂时并无明显的宏观塑性变形，断裂前没有明显的预兆，而是突然地破坏；
低应力
疲劳破坏在循环应力的最大值，远低于材料的抗拉强度或屈服强度的情况下就可以发生；
重复载荷
疲劳破坏是多次重复载荷作用下产生的破坏，它是较长期的交变应力作用的结果，疲劳破坏往往要经历一定时间，与静载下的一次破坏不同；
缺陷敏感
疲劳对缺陷（例如缺口、裂纹及组织缺陷）十分敏感，由于疲劳破坏是从局部开始的，所以它对缺陷具有高度的选择性；
疲劳断口
疲劳破坏能清楚地显示出裂纹的发生、扩展和最后断裂三个组成部分。
疲劳强度影响因素
影响疲劳强度的因素比较多，以下几类因素在航空发动机设计、制造中需要重点予以考虑。
应力集中
疲劳源总是出现在应力集中的地方，必须注意构件的细节设计以避免严重的应力集中，比如加大剖面突变处的圆角半径；
表面状态
疲劳裂纹常常从表面开始，所以表面状态对疲劳强度会有显著的影响，表面加工越粗糙，疲劳强度降低、越严重；
温度
一般随着温度的升高，疲劳强度会降低。
疲劳的危害
虽然很多人都没听过金属疲劳的事儿，但它却广泛潜伏在人们的日常生活中，常常引发出人意料的严重事故。据估计，约90%的机械事故都和金属疲劳有关。
2002年，一架由我国台湾飞往香港的波音747客机在澎湖附近海域解体坠毁，造成包括机组成员在内共225人不幸罹难。事后调查认为，飞机上一块修补过的蒙皮发生了严重的金属疲劳开裂，造成机尾脱落，最终导致飞机因舱体失压而解体。
2007年，美国空军的一架F-15战斗机在模拟空战时，战机机头与机身分离，飞行员弹射出舱，这次事故造成美军F-15战机大面积停飞，调查结果显示，事故起因于飞机上的一根金属纵梁发生了疲劳。
除了飞行事故，轮船、列车、桥梁、汽车等，也常因金属疲劳招致灾难。二战期间，美国的5000艘货船发生了近1000次金属疲劳事故，200多艘货船彻底歇菜；1998年，德国一列高速行驶的动车因车轮轮箍的疲劳断裂而脱轨，造成100余人死亡。
抑制疲劳的方法
我们了解疲劳相关的内容，最终目的是要预防或者减少航空发动机等机械构件发生疲劳失效的情况，进行长寿命设计。如下这些措施常用于提高结构的疲劳强度：
结构优化设计
结构设计中尽量避免产生应力集中，对过渡圆角、螺栓孔等容易产生应力集中的部位进行优化，疲劳往往出现在这些应力集中部位。
严格控制温度
疲劳强度一般随着温度的升高急剧下降，不能为了性能达标而一味地提高温度。
采用强化措施
采用各种表面强化处理、孔挤压强化等。
提高零件加工质量
裂纹往往出现在材料缺陷或者加工缺陷位置，必须加强零部件加工制造工艺，严格控制关键位置的加工精度和加工质量，减少疲劳源，防止超差等质量问题引起的疲劳失效。
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