在工程实际中，很多机器零件所受的载荷不仅大小可能变化，而且方向也可能变化，如转动机械的轴，齿轮的齿等。这种载荷称为交变载荷，交变载荷在零件内部将引起随时间而变化的应力，称为交变应力。零件在交变应力的长期作用下，会在小于材料的强度极限σb甚至在小于屈服极限σs的应力下断裂，这种现象称为疲劳。因金属疲劳发生的损坏称为疲劳损坏，也称为金属的疲劳失效。金属材料在无限多次交变应力作用下，不致引起断裂的最大应力称为疲劳极限或疲劳强度。