對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，疲勞失效的過(guò)程可以分為裂紋形成與裂紋擴(kuò)展兩個(gè)階段。現(xiàn)行的分析方法大致有兩種試驗(yàn)法和試驗(yàn)分析法具體如下：
第一種就是完全依賴于試驗(yàn)，是傳統(tǒng)的方法。它直接通過(guò)與實(shí)際情況相同或相似的試驗(yàn)來(lái)獲取所需的疲勞數(shù)據(jù)。這種方法雖然可靠，但是在設(shè)計(jì)階段，或者構(gòu)件太復(fù)雜、昂貴，以及在實(shí)際情況的類(lèi)別(如幾何形狀、結(jié)構(gòu)尺度、加載方式、環(huán)境條件、工藝狀況等)數(shù)量太龐大的情況下，無(wú)論從人力、物力，還是從工作周期上來(lái)說(shuō)，都是不大可行的。
第二種就是試驗(yàn)分析法，它是依據(jù)材料的疲勞性能，對(duì)照結(jié)構(gòu)所受到的載荷歷程，按分析模型來(lái)確定結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。其中結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析方法主要有名義應(yīng)力法、局部應(yīng)力應(yīng)變法、損傷容限設(shè)計(jì)法(斷裂力學(xué)的裂紋擴(kuò)展法)等。名義應(yīng)力法通常是以名義應(yīng)力為基本設(shè)計(jì)參數(shù)，以S-N曲線為主要設(shè)計(jì)依據(jù)的抗疲勞設(shè)計(jì)方法。它通過(guò)考慮實(shí)際零件與試樣的差別，如應(yīng)力集中，平均應(yīng)力，表面光潔度，表面處理以及尺寸效應(yīng)等，修正通過(guò)試件測(cè)出的材料S-N曲線得出零件的S-N曲線，最后結(jié)合疲勞線性累積損傷理論，估算疲勞壽命。局部應(yīng)力應(yīng)變法是在低周疲勞的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種疲勞壽命估算方法，其基本的設(shè)計(jì)參數(shù)為應(yīng)力集中處的局部應(yīng)力和應(yīng)變。在疲勞裂紋形成壽命估算時(shí)，需從應(yīng)變控制的標(biāo)準(zhǔn)光滑小試樣疲勞試驗(yàn)中得到材料的循環(huán)應(yīng)力一應(yīng)變曲線，從彈性應(yīng)力應(yīng)變估計(jì)彈塑性局部應(yīng)力應(yīng)變，需要用諸如雨流法統(tǒng)計(jì)應(yīng)變循環(huán)次數(shù)，也需要用Miner等損傷累積法則處理變幅載荷譜。平均應(yīng)力，表面光潔度以及表面處理的影響在模型中也可以加以考慮。損傷容限設(shè)計(jì)法是在斷裂力學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種抗疲勞設(shè)計(jì)方法，其主要是以承認(rèn)材料內(nèi)有初始缺陷為依據(jù)，并把這種初始缺陷看作為裂紋，依據(jù)材料在使用載荷下的裂紋擴(kuò)展性質(zhì)，估算其剩余壽命值。