由于絕大多數機械零件都工作在循環變化的載荷下,導致疲勞破壞成為機械零件的主要破壞形式。一般而言, 零件發生疲勞破壞時, 應力水平往往遠小于材料本身的屈服應力和強度極限。
根據不同的疲勞破壞形式, 有著不同的疲勞分析方法。工程中常用的疲勞分析方法有三種: 名義應力法、局部應力應變法和損傷容限法。其中名義應力法適用于高周疲勞; 局部應力應變法適用于低周疲勞; 而損傷容限法則是隨著斷裂力學的應用和發展, 將斷裂力學中臨界裂紋長度和裂紋擴展速度綜合考慮而形成的一種疲勞分析方法。天辰試驗機
（1）名義應力法 主要用于對彈性變形居主導地位的高周疲勞壽命進行計算。由于名義應力法沒有考慮危險部位局部塑性變形和不同載荷順序對疲勞壽命的影響, 因而無法適用與塑性變形居主導地位的低周疲勞情況。
（2）局部應力應變法 主要用于對塑性變形居主導地位的低周疲勞壽命進行計算。但是局部應力應變法在對彈性變形為主的疲勞失效進行壽命計算時, 往往會有很大誤差。
（3）損傷容限法 以斷裂力學為基礎, 采用損傷容限法進行疲勞壽命計算時, 首先根據材料的斷裂韌度確定材料的臨界裂紋長度；而后通過無損檢測等方法確定零件中裂紋的初始長度。再根據裂紋擴展速度公式確定載荷譜中各級載荷造成的裂紋擴展速度確定在載荷作用下零件的疲勞壽命。
目前，有限元法應用于疲勞分析越來越廣泛。一般而言, 使用有限元法對零件進行塑性計算的時間要遠大于只進行彈性計算所需要的時間。但是零件在使用期限內, 其疲勞載荷系列中往往只有很小一部分使材料進入了塑性區；絕大部分的載荷序列都只使材料發生彈性變形, 而彈性有限分析的速度使很快的。
所以, 可以使用有限元法來完成局部應力應變法要求的結構彈塑性分析。對于損傷容限法而言, 有限元主要用于確定裂紋尖端的應力, 可以通過將裂紋尖端附件網格進行加密的方法得到較為精確的裂紋尖端應力分布。