هدف آزمايشدرمواقعي كه نيرو به دفعات زياد بر روي سازه اي اعمال و از روي آن برداشته ميشود، مصالح نمي توانند به اندازهً تنش حد نهايي بدست آمده در آزمايش ايستا مقاومت داشته باشند. در اين حالات مقاومت نهايي بستگي به تعداد دفعات اعمال نيرو و تنش موًثر بر مصالح در هنگام اعمال نيرو دارد. در تنشهاي پايين مصالح مي توانند تعداد سيكل تناوب بيشماري را تحمل نمايند. براي بعضي مصالح مانند فلزات ، منحني S-N (تنش – تعداد) براي تنشهاي كم بصورت افقي در مي آيد اين بدان معني است كه در تنشهاي پايين تعداد بي نهايت زياد تنش متناوب مي تواند قبل از گسيختگي مصالح رخ دهد. تنشي كه در آن، اين مسئله رخ مي دهد حد دوام ناميده مي شود. حد بيان مصالح بر حسب رابطه تنش بيان مي شود.خستگي در اينجا به معني گسيختگي و شكست است در اثر تنشي كه متناوبا" وارد شده و قطع مي گردد. اين تنش ها ممكن است تكراري (Repeated) يا آلترناتيو (Alternating) كه در آن تنش منفي نيز وجود دارد و يا كاملا" معكوس (Reversed) كه در آن تنش وارده مثبت به اندازه تنش منفي باشد كه ميانگين آنها صفر است.تنش خستگي نيز متفاوت است و ممكن است كششي، خمشي و… باشد. آزمايشي كه اغلب انجام مي گيرد آزمايش تسمه يا ميله اي است كه بدور خود مي چرخد و در عين حال تحت تاثير تنش خمش قرار مي گيرد در اين حالت لانه هاي فلز تحت تاُثير تنش هاي كششي و فشاري بطور آلتر ناتيو قرار مي گيرند ممكن است بدون چرخاندن نمونه آنرا تحت تاُثير تنش خمشي متناوب قرار داد كه اين آزمايش براي تسمه ها كاربرد زيادي دارد. نتايج آزمايش براي حالتهاي فوق متفاوت است و با يكديگر متفاوت است. آن نتيجه اي براي ما معتبر است كه شرايط آزمايش با شرايط واقعي مطابقت داشته باشد. محل شكستگي خستگي در فلزات كاملا" مشخص است و از دو دايره متحت المركز تشكيل شده محل شكستگي در ابتدا داراي دانه هاي ريز و ظريفي (صدفي) مي باشد و در مركز آن سطحي خشن قرار دارد.معمولا" شكستگي در آزمايش خستگي از سطح فلز و جائيكه ناصافي يا خراش سطحي وجود داشته باشد يا عيوبي در ساختمان داخلي فلز مانند ناخالصي و يا حفره داخلي فلز شروع مي شود و رشد مي كند تا اينكه بخشي از سطح مقطع نمونه را فراگيرد و وقتي سطح مقطع دست نخورده نمونه نتواند تنش وارده را تحمل نمايد نمونه مي شكند و سطحي خشن در اين محل ايجاد مي گردد.عوامل موُثر در آزمايش خستگي:نتايج آزمايش خستگي به عوامل مختلفي بستگي دارد كه مهمترين آنها عبارتند از: ü شرايط سطح نمونه ¨ صاف بودن يا خشن بودن سطح نمونه ¨ خراش سطح نمونه ¨ دانه دانه بودن يا حفره داشتن سطح ü تركيبات شيميايي فلز ü اندازه دانه ها ü درجه حرارت محيط آزمايش ü فركانس تنش ü ميانگين تنش (در مورد تنش هاي آلترناتيو)مقاومت خستگي با زياد شدن درجه حرارت كاهش مي يابد و با كوچك شدن دانه هاي فلزي Grain size مقاومت خستگي زياد مي شود. هر تركيب يا عنصري كه در فلز باعث سختي و بالا رفتن تنش تسليم باشد مقاومت خستگي را افزايش مي دهد. اگر نمونه در محيطهاي شيميايي كه باعث خوردگي فلز مي شود قرار گيرد باعث كاهش مقاومت نمونه مي شود. همچنين سرعت و روش سرد كردن فلز نيز باعث تغيير در مقاومت بتون مي شود.
نحوه آزمايش: ابتدا دو نمونه فولادي مطابق شكل زير انتخاب كرده و ابعاد نمونه آنها را به وسيله كوليس اندازه مي گيريم كه اندازه هاي آنها به شرح زير مي باشد:
l(mm)
t(mm)
e(mm)
نمونه اول
224.0
12.05
6.25
نمونه دوم
222.0
11.2
6.60

قطر شيار در قسمت وسط نمونه 5 mm ميلي متر مي باشد.ابتدا نمونه اول را داخل دستگاه خستگي (از نوع آلترناتيو قرار مي دهيم) قرار مي دهيم و سپس به وسيله پيچهاي طرفين دستگاه را سفت مي كنيم (پيچ طرف راست را در جهت عقربه هاي ساعت و پيچ طرف چپ را در جهت خلاف عقربه هاي ساعت سفت ميكنيم). و گيجها را بر روي تكيه گاهها قرار ميدهيم و پس از صفر كردن آنها ميزان تنش اعمالي به نمونه را به وسيله پيچ تنظيم زير دستگاه بر روي 95 N/mm2)) قرار مي دهيم و خيز ايجاد شده در دو طرف بار را مي خوانيم. بار Wتوسط تسمه موجود در زير دستگاه به دو طرف نمونه بصورت ممان وارد مي شود. كه در يك لحظه تار بالا در كشش و تار پايين در فشار است و چون نمونه در دستگاه مي چرخد بلافاصله تار بالا فشار و تار پايين در كشش قرار مي گيرد و اين عمل تا زمان شكستن نمونه ادامه پيدا مي كند. پس از شكستن نمونه كانتر موجود بر روي دستگاه را قرائت مي كنيم و با كم كردن عدد قرائت شده در ابتداي آزمايش از آن تعداد سيكلي را كه پس از آن نمونه تحت تنش ايجاد شده مي شكند را بدست مي آوريم.در ابتداي آزمايش يك ترك در مقطع نازكتر ايجاد مي شود (علت شيار موجود بر روي نمونه نيز همين است كه تنش را به محل خاصي در وسط نمونه هدايت كنيم) كه اين ترك به مرور گسترش يافته تا سطح مقطع كم شده و قدرت تحمل تنش وارده را ندارد و اين امر سبب شكستن نمونه از همان مكان مي شود كه اين امر در سطح مقطع بريده شده به وضوح به وسيله دو سطح صاف و خشن كاملا" قابل روُيت مي باشد. اين آزمايش را بار ديگر و با تنش 115 N/mm2)) انجام مي دهيم كه نتايج بدست آمده در جدول زير موجود مي باشند:
تنش اعمال
شده به نمونه
خيز سمت راست
خيز سمت
چپ
شماره كانتر قبل از شكستن
شماره كانتر بعد از شكستن
تعداد دفعات بارگذاري
90 N/mm2
1.04 mm
1.06 mm
8319700
8354300
34600
115 N/mm2
1.42 mm
1.24 mm
8354300
8376700
22400

اگر اين آزمايش را تحت تنش هاي گوناگون انجام دهيم مي توانيم منحني تنش-تعداد دور را رسم كنيم و از روي آن حد خستگي (Fatigue limit) را بدست آوريم.