從19世紀70年代到90年代，戈貝爾研究了平均應力對疲勞強度的影響，提出了戈貝爾拋物線方程。英國人古德曼提出了著名的簡化曲線----古德曼圖。2023年包辛格在驗證沃勒的疲勞試驗時，發現了迴圈載荷下彈性極限降低的「迴圈軟化」現象，引入了應力—應變滯後迴線的概念。
但是他的工作當時並未引起人們重視，直到2023年邱楊在做銅棒實驗時才把它重新提出來，並命名為「包辛格」效應。因此，包辛格是首先研究應力迴圈的人。
20世紀初葉，開始使用金相顯微鏡來研究疲勞機制。歐文和漢弗萊2023年在單晶鋁和多晶鐵上發現了迴圈應力產生的滑移痕跡。他們通過微觀研究推翻了老的結晶理論，指出了疲勞變形是由於與單調制形相類似的滑移所產生。
2023年拜爾斯透研究了迴圈載荷下應力—應變曲線的變化，測定了滯後迴線，建立了迴圈硬化和迴圈軟化的概念，並且進行了多級疲勞試驗（程式試驗）。在此期間，英國人高夫對疲勞機制的了解貢獻很大。他研究了多軸疲勞，說明了彎、扭的復合作用。
並在2023年發表了一本巨著《金屬疲勞》。
2023年格里菲斯發表了他用玻璃研究脆斷的理論計算和實驗結果。他發現，玻璃的強度取決於微裂紋尺寸，得出了s√a=常數的關係式（s為斷裂時的名義應力，a為裂紋尺寸）。此公式是斷裂力學的基礎，他因而被稱為「斷裂力學之父」。
2023年美國人彼特遜對尺寸效應進行了一系列試驗，並提出了應力集中係數的理論值。1920-2023年英國人海夫對高強度鋼和和軟鋼的不同缺口疲勞效應做了合理的解釋，他在解釋缺口疲勞效應時使用了缺口應變分析和內應力的概念。
30年代在****中使用了噴丸技術，解決了車軸和彈簧經常發生疲勞破壞的問題。埃爾曼正確解釋了噴丸提高疲勞強度的機制—主要是表面層內建立的壓縮殘餘應力的作用。2023年德國人諾依伯引入了應力梯度的概念，並指出缺口的疲勞強度應取決於缺口的根部表面層的平均應力，而非缺口根部的最大應力。
2023年，美國人邁因納在對疲勞的累積損傷問題進行了大量試驗研究的基礎上，將帕爾姆格倫2023年提出的線性累積損傷理**式化，形成了帕爾姆格倫—邁因納線性累積損傷法則，此法則至今仍在廣泛應用。在此期間，蘇聯的謝聯先還提出了常規疲勞設計計算公式，奠定了常規疲勞設計的基礎。
50年代對疲勞有三大貢獻：其一是研製出了閉環控制的電液伺服疲勞試驗機，從而在疲勞試驗中可以模擬機器的實際使用工況，促進了疲勞試驗的發展；其二是電子顯微鏡的出世，給疲勞機制的研究開拓了新紀元；—科芬方程，奠定了低周疲勞的基礎。
2023年諾依伯開始用區域性應力應變研究疲勞壽命，提出了諾依伯法則。2023年美國人帕里斯在斷裂力學方法的基礎上，提出了表達裂紋擴充套件規律的著名關係式---帕里斯公式，給疲勞研究提供了乙個估算裂紋擴充套件壽命的新方法，在此基礎上發展出了損傷容限設計，從而使斷裂力學和疲勞這兩門學科逐漸結合起來。60年的開始將統計學應用於疲勞試驗和疲勞設計，2023年美國材料與試驗協會的e9疲勞委員會發表了《疲勞試驗與疲勞資料的統計分析指南》一書。
2023年威茨在曼森—科芬方程的基礎上，提出了根據應力-應變分析估算疲勞壽命的一整套方法—區域性應力應變疲勞分析法。2023年美國空軍把這種方法應用到飛機零構件的估算壽命上；美國汽車工程協會也要求各廠家進行產品設計時，一定要把這種方法納入設計大綱。2023年美國杜魯門飛機公司已正式採用這種方法來估算零構件的疲勞壽命。
在此期間，可靠性理論和損傷容限設計也都開始在疲勞設計中應用。此外，還開始對腐蝕疲勞和高溫疲勞等特殊環境下的疲勞問題進行了廣泛的研究。
疲勞試驗機
科技名詞定義
中文名稱：
疲勞試驗機
英文名稱：
fatigue testing machine
定義：使試樣或構件承受週期或隨機變化的應力或應變，以測定疲勞極限和疲勞壽命等指標的試驗機。
大連理工大學土木水利實驗教學中心-土木工程結構實驗室
mts電液伺服結構疲勞試驗機
疲勞試驗機，是一種主要用於測定金屬及其合金材料在室溫狀態下的拉伸、壓縮或拉、壓交變負荷的疲勞效能試驗的機器。 疲勞試驗機特點是可以實現高負荷、高頻率、低消耗，從而縮短試驗時間，降低試驗費用。 疲勞試驗機用於進行測定金屬、合金材料及其構件（如操作關節、固接件、螺旋運動件等）在室溫狀態下的拉伸、壓縮或拉壓交變負荷的疲勞特性、疲勞壽命、預製裂紋及裂紋擴充套件試驗。
高頻疲勞試驗機在配備相應試驗夾具後，可進行正弦載荷下的三點彎曲試驗、 四點彎曲試驗、薄板材拉伸試驗、厚板材拉伸試驗、強化鋼條拉伸試驗、鏈條拉伸試驗、固接件試驗、連桿試驗、扭轉疲勞試驗、彎扭復合疲勞試驗、互動彎曲疲勞試驗、ct試驗、cct試驗、齒輪疲勞試驗等。
金屬疲勞試驗大綱
1．通過金屬材料疲勞實驗,測定金屬材料的σ-1(107),繪製材料的s-n曲線,並觀察疲勞破壞現象和斷口特徵,進而學會對稱迴圈下測定金屬材料疲勞極限的方法.
2．主要裝置:純彎曲疲勞試驗機,游標卡尺;主要耗材:金屬材料試樣.(單點法需8-10根試樣,成組法至少需20根試樣.)
金屬疲勞試驗指導
在足夠大的交變應力作用下，於金屬構件外形突變或表面刻痕或內部缺陷等部位，都可能因較大的應力集中引發微觀裂紋。分散的微觀裂紋經過集結溝通將形成巨集觀裂紋。已形成的巨集觀裂紋逐漸緩慢地擴充套件，構件橫截面逐步削弱，當達到一定限度時，構件會突然斷裂。
金屬因交變應力引起的上述失效現象，稱為金屬的疲勞。靜載下塑性效能很好的材料，當承受交變應力時，往往在應力低於屈服極限沒有明顯塑性變形的情況下，突然斷裂。疲勞斷口（見圖2－30）明顯地分為兩個區域：
較為光滑的裂紋擴充套件區和較為粗糙的斷裂區。裂紋形成後，交變應力使裂紋的兩側時而張開時而閉合，相互擠壓反覆研磨，光滑區就是這樣形成的。載荷的間斷和大小的變化，在光滑區留下多條裂紋前沿線。
至於粗糙的斷裂區，則是最後突然斷裂形成的。統計資料表明，機械零件的失效，約有70%左右是疲勞引起的，而且造成的事故大多數是災難性的。因此，通過實驗研究金屬材料抗疲勞的效能是有實際意義的。
一﹑實驗目的
1. 觀察疲勞失效現象和斷口特徵。
2. 了解測定材料疲勞極限的方法。
二、實驗裝置
1.疲勞試驗機。
2.游標卡尺。
三﹑實驗原理及方法
在交變應力的應力迴圈中，最小應力和最大應力的比值
r2-16）
稱為迴圈特徵或應力比。在既定的r下，若試樣的最大應力為σ，經歷n1次迴圈後，發生疲勞失效，則n1稱為最大應力為σ時的疲勞壽命（簡稱壽命）。實驗表明，在同一迴圈特徵下，最大應力越大，則壽命越短；隨著最大應力的降低，壽命迅速增加。
表示最大應力σmax與壽命n的關係曲線稱為應力-壽命曲線或s-n曲線。碳鋼的s-n曲線如圖2－31所示。從圖線看出，當應力降到某一極限值σr時，s-n曲線趨近於水平線。
即應力不超過σr時，壽命n可無限增大。稱為疲勞極限或持久極限。下標r表示迴圈特徵。
實驗表明，黑色金屬試樣如經歷107次迴圈仍未失效，則再增加迴圈次數一般也不會失效。故可把107次迴圈下仍未失效的最大應力作為持久極限σr。而把n0=107稱為迴圈基數。
有色金屬的s-n曲線在n>5×108時往往仍未趨於水平,通常規定乙個迴圈基數n0,例如取n0=108,把它對應的最大應力作為「條件」持久極限。
工程問題中，有時根據零件壽命的要求，在規定的某一迴圈次數下，測出σmax，並稱之為疲勞強度。它有別於上面定義的疲勞極限。
用旋轉彎曲疲勞實驗來測定對稱迴圈的疲勞極限σ-1.裝置簡單最常使用。各類旋轉彎曲疲勞試驗機大同小異，圖2-32為這類試驗機的原理示意圖。
試樣1的兩端裝入左右兩個心軸2後，旋緊左右兩根螺桿3。使試樣與兩個心軸組成乙個承受彎曲的「整體梁」上，它支承於兩端的滾珠軸承4上。載荷p通過加力架作用於「梁」上，其受力簡圖及彎矩圖如圖2-33所示。
梁的中段（試樣）為純彎曲，且彎矩為m=pɑ。「梁」由高速電機6帶動，在套筒7中高速旋轉，於是試樣橫截面上任一點的彎曲正應力，皆為對稱迴圈交變應力，若試樣的最小直徑為dmin，最小截面邊緣上一點的最大和最小應力為
2-17)
式中i=d。試樣每旋轉一周，應力就完成乙個迴圈。試樣斷裂後，套筒壓迫停止開關使試驗機自動停機。這時的迴圈次數可由計數器8中讀出。
四﹑實驗方法
這裡介紹的單點實驗法的依據是標準hb5152-80（第三機械工業部標準，金屬室溫旋轉彎曲疲勞實驗方法）。這種方法在試樣數量受限制的情況下，可用以近似地測定s-n曲線和粗略地估計疲勞極限。更精確地確定材料抗疲勞的效能應採用公升降法。
單點實驗法至少需8～10根試樣，第一根試樣的最大應力約為σ1＝（0.6～0.7）σb，經n1次迴圈後失效。
繼取另一試樣使其最大應力σ2=(0.40～0.45)σb，若其疲勞壽命n<107，則應降低應力再做。
直至在σ2作用下，n2>107。這樣，材料的持久極限σ-1在σ1與σ2之間。在σ1與σ2之間插入4～5個等差應力水平，它們分別為σ3﹑σ4﹑σ5﹑σ6，逐級遞減進行實驗，相應的壽命分別為n3﹑n4﹑n5﹑n6。
這就可能出現兩種情況：（1）與σ6相應的n6<107，持久極限在σ2與σ6之間。這時取σ7=(σ2+σ6 )再試，若n7<107，且σ7-σ2小於控制精度△σ＊（關於△σ＊，將在下面說明），即σ7-σ2<△σ＊，則持久極限為σ7與σ2的平均值，即σ-1=(σ7+σ2)。
若n7>107,且σ6-σ7≤△σ*,則σ-1為σ7與σ6的平均值,即σ-1=(σ7+σ6)。（2）與σ6相應的n6>107，這時以σ6和σ5取代上述情況的σ2和σ6，用相同的方法確定持久極限。
五﹑試樣的製備
同一批試樣所用材料應為同一牌號和同一爐號， 並要求質地均勻沒有缺陷。疲勞強度與試樣取料部位﹑鍛壓方向等有關，並受表面加工﹑熱處理等工藝條件的影響較大。因此，試樣取樣應避免在型材端部，對鍛件要取在同一鍛壓方向或纖維延伸方向。
同批試樣熱處理工藝相同。切削時應避免表面過熱，引起較大殘餘應力。不能有週線方向的刀痕，試樣的試驗部位要磨削加工，粗糙度為0.
8～0.2。過渡部位應有足夠的過渡圓角半徑。
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