疲劳失效一般分为三个阶段，
1）疲劳裂纹的萌生
材料内部或表面出现微小的裂纹，通常出现在应力集中位置，如内部的孔洞、焊接接头、表面缺陷、加工刀痕等。
2）裂纹扩展
裂纹逐渐扩展，周期性应力作用下裂纹不断增长，这一过程通常耗时较长。
3）最终断裂
当裂纹扩展到临界尺寸时，材料失去承载能力而发生突然断裂。这通常是一种脆性断裂，即使在韧性材料中，由于裂纹的快速扩展和应力集中，最终断裂表现出脆性特征。
2、影响疲劳的因素 疲劳失效是一种复杂的现象，受多种因素的影响，以下是影响疲劳的一些因素。
1）应力幅值（Stress Amplitude）
应力幅值是应力循环中的最大应力和最小应力之差的一半，表示应力在循环中的波动程度。应力幅值越大，材料内部的微观裂纹扩展速度越快，从而疲劳寿命降低。疲劳寿命通常对应力幅值较为敏感，在高应力幅值下，裂纹容易在较少的循环数下扩展到临界尺寸。
其中，σmax是循环中的最大应力，σmin是循环中的最小应力。
2）应力平均值（Mean Stress）
应力平均值表示应力循环中的平均应力值，即最大应力和最小应力的算术平均值。应力平均值对疲劳寿命有显著影响，尤其是在金属材料中。一般来说，应力平均值越大，材料的疲劳寿命越短。
3）应力比（Stress Ratio）
应力比是最小应力与最大应力之比，用来描述应力循环的比例关系。
其中r的取值范围通常在-1到1之间，当r=−1时，表示全逆载荷（对称循环应力）；当r=0时，表示应力从0到最大值的单方向循环（脉动循环应力）；当r=1时，表示恒定载荷，没有循环变化（静应力）；其余为非对称循环应力。
4）材料特性
高强度材料（如淬火钢、钛合金）在高应力下具有较好的疲劳性能，但往往对缺陷更敏感，而高韧性材料（如低碳钢）对裂纹扩展有较高的抵抗能力。细晶粒材料通常具有更高的疲劳强度，因为其断裂韧性较高，且裂纹扩展需要更多能量。
5）应力集中
6）结构尺寸
结构尺寸包括厚度、宽度、长度等几何参数。较大尺寸的结构件往往表现出较低的疲劳寿命，因为其整个体积中可能含有更多缺陷，裂纹容易扩展。同时，在相同载荷条件下，大尺寸构件的应力集中效应更明显。
7）表面处理 表面光洁度、残余应力和硬度等对疲劳性能影响较大。表面存在划痕、刻痕等缺陷的材料容易发生疲劳裂纹。表面处理包括抛光、喷丸、滚压等工艺，以改善材料表面状态。如光滑的表面状态可以减少表面微裂纹的萌生几率，喷丸处理可以引入表面残余压应力，从而延缓疲劳裂纹的扩展，提高疲劳寿命。
8）加载方式
加载方式指载荷的施加方式，包括轴向、扭转、弯曲、剪切、接触等。不同的加载方式会导致不同的应力状态和裂纹扩展路径。例如，弯曲载荷下裂纹通常从拉应力区开始萌生，而扭转载荷则容易引起斜向或螺旋状裂纹。此外，多轴应力作用下（如同时存在拉、压和扭转应力），疲劳行为更为复杂。
9）载荷频率
载荷频率是应力循环的速度，单位通常是赫兹（Hz），即每秒的循环次数。一般材料在较高频率下，应力循环产生的温升会使材料的疲劳寿命降低。但也有些金属材料在较高频率下，疲劳寿命反而会有所提高，因为高频率可能使材料应力松弛，加快局部残余应力释放。
10）循环载荷历史
载荷历史指的是载荷的变化方式和大小，包括恒幅循环载荷和变幅循环载荷。恒幅循环载荷下的疲劳寿命相对容易预测，工程试验多用此类载荷；而变幅循环载荷会引入额外的应力变化（如过载、欠载），从而影响裂纹扩展速率。过载可能会加剧裂纹的萌生，而欠载则会降低裂纹扩展速率。
11）环境因素
环境因素包括温度、湿度、腐蚀等。材料在腐蚀介质（如盐水、酸性或碱性环境）中使用时，裂纹在应力和腐蚀的共同作用下加速扩展，导致腐蚀疲劳现象。高温环境会降低材料的屈服强度和硬度，增加疲劳敏感性，特别是在金属材料中。湿度对某些材料（如复合材料、木材）疲劳性能有显著影响，高湿环境会加速裂纹扩展速率。