金属疲劳是指金属材料在循环应力或应变作用下，由于内部微裂纹的逐渐扩展和累积，最终导致材料发生断裂的现象。这种断裂通常发生在远低于材料静态强度极限的应力水平下，因此对机械结构的安全性和可靠性具有重要影响。
金属疲劳的产生机理主要包括以下几个方面：
循环应力作用：金属材料在承受循环应力时，表面和内部会产生微小的塑性变形，这些变形会导致局部应力集中。
微裂纹形成：应力集中区域会发生微观裂纹，这些裂纹在循环应力的作用下逐渐扩展。
裂纹扩展：随着循环次数的增加，微裂纹逐渐扩展，最终形成宏观裂纹。
最终断裂：当裂纹扩展到一定程度时，材料会突然断裂，导致结构失效。
影响金属疲劳的因素主要包括材料本身的性质、外部应力条件、环境因素等。材料性质如强度、韧性、疲劳极限等对疲劳寿命有直接影响；外部应力条件如应力幅、平均应力、应力循环频率等也会显著影响疲劳过程；环境因素如温度、腐蚀介质等会加速疲劳裂纹的扩展。
为了提高材料的疲劳寿命，工程中常采取以下措施：
金属疲劳是机械工程中一个重要的研究领域，对于确保机械结构的安全运行具有重要意义。