傳統(tǒng)的疲勞設(shè)計，是以材料的疲勞曲線或稱S（應(yīng)力）-N（壽命）曲線為根據(jù)的。由于實驗數(shù)據(jù)存在很大的離散性，因此只能用統(tǒng)計判斷的方法繪制此曲線。對于不穩(wěn)定變應(yīng)力，要用損傷累積假說來估算零件的疲勞破壞壽命。

各種材料對變應(yīng)力的抵抗能力，是以在一定循環(huán)作用次數(shù)N下，不產(chǎn)生破壞的最大應(yīng)力力σN來表示的。σN稱為一定循環(huán)作用次數(shù)N的極限應(yīng)力，也稱為條件疲勞極限。對于一種材料，根據(jù)實驗，可得出在各種循環(huán)作用次數(shù)N下的極限應(yīng)力，以橫坐標為作用次數(shù)N、縱坐標為極限應(yīng)力，繪成如圖8-10所示曲線，則稱為材料的疲勞曲線，或稱S-N曲線。

從圖中可以看出，應(yīng)力越高，則產(chǎn)生疲勞破壞的循環(huán)次數(shù)越少。變應(yīng)力低于某一數(shù)值時，則材料不再產(chǎn)生疲勞破壞，此時的應(yīng)力稱為材料的疲勞極限。出現(xiàn)疲勞極限的循環(huán)次數(shù)稱為循環(huán)基數(shù)N0，一般鋼材 No=10^6-10^7左右，硬質(zhì)合金（38HRC)>N0=25x10^7左右，有色金屬沒有水平線段，即沒有絕對的疲勞極限。一般工程上給出的疲勞極限是10^7或10^8。在腐蝕介質(zhì)的情況下，鋼材也沒有疲勞極限，如圖8-11所示。對應(yīng)于循環(huán)基數(shù)N0的疲勞極限，假如是對稱循環(huán)的變應(yīng)力，即r=-1，用σ-1或τ-1表示；如是脈動循環(huán)時，即r=0，則用σ0或τ0表示。

為了便于繪制疲勞曲線，往往采用半對數(shù)坐標lgN-σ（τ），有時也用對數(shù)坐標lgN-lgσ（τ）。圖8-12所示為幾種合金彈簧鋼的對數(shù)坐標疲勞曲線。疲勞曲線左邊的條件疲勞極限（傾斜段）可用下式表示

此式稱為疲勞曲線方程。式中x為指數(shù)，與材料和應(yīng)力形式有關(guān)，其值根據(jù)實驗確定，在對數(shù)坐標中，此數(shù)即疲勞曲線的斜率。對于鋼材x為6～10，有應(yīng)力集中的取小值，表面光滑的取大值。

根據(jù)疲勞極限σ-1，按上式便可計算出任意循環(huán)作用次數(shù)N時的條件疲勞極限

式中 ks-壽命系數(shù)。

由于應(yīng)力循環(huán)作用次數(shù)N對疲勞強度影響較大，所以在制定彈簧的許用應(yīng)力時，根據(jù)作用次數(shù)分為三類：彈簧受變載荷在1x106次以上的為I類；在1x10^3-1x10^6次的為II類；在1x10^3次以下的為III類。