疲劳分析是设计和优化需要高耐用性和可靠性的产品的关键步骤。疲劳失效分析有助于识别故障点，防止产品故障、召回甚至灾难性事件。通过仿真预期的零件载荷，工程师可以优化其设计的抗疲劳性、可靠性和性能。
疲劳是材料中在承受循环载荷时发生的失效机制。在疲劳失效中，即使施加的应力低于屈服应力或单次施加载荷损坏材料所需的应力，在重复载荷下也会在材料中形成裂纹。
构件的疲劳是个复杂的过程，受多种因素的影响，要精确地预估构件的疲劳寿命，需要选择合适的模型，这就需要宏观力学方面的研究，包括疲劳裂纹发送、发展直至破坏的机理，还需要微观力学方面的研究包括位错理论等。此外，还涉及到金属材料科学、材料力学、振动力学、疲劳理论、断裂力学和计算方法多门学科。只有更深刻地认识了疲劳破坏的机理，将宏观和微观研究结合起来，才能更精确地预测寿命。
疲劳主要有两种类型：
疲劳失效是由于载荷的循环性质而发生的渐进过程。这会导致材料中的微观缺陷逐渐长成宏观裂缝。从那里开始，疲劳遵循三个连续的阶段，最终导致骨折：
疲劳分析涉及几种方法，最突出的是：
应力寿命方法涉及根据失效周期数绘制施加的应力水平。当预期应力不超过材料的弹性极限（屈服点）时，应力-寿命法用于高周疲劳。
因此，应力寿命法可以通过线性材料模型有限元分析仿真来支持，以预测预期应力。
应变-寿命法绘制应变幅度与失效周期数的关系图。当某些应力超过材料的弹性极限（屈服点）时，它用于低周疲劳。
因此，应变-寿命方法需要非线性弹塑性材料模型有限元分析仿真来预测预期应力。
使用LEFM方法预测疲劳裂纹扩展长度。它精确计算脆性材料的断裂应力，其中裂纹缺口处的应力场是弹性的。但是，它没有考虑凹口处延展性材料中发生的塑性流动。它需要进一步修改以解释塑性区断裂。这被称为欧文的断裂理论，改编自格里菲斯准则，据说是弹塑性断裂力学的基础。
目前市场上主流的仿真分析软件较多，可以实现疲劳分析的软件也较多，如SIMULIA的FE-Safe、ANSYS nCode DesignLife、MSC Fatigue、MSC Nastran及HyperLife、Simulation等，其中FE-Safe、ANSYS nCode DesignLife两款软件应用较为广泛。Fe-safe采用世界上最先进的疲劳分析技术，是一款拥有丰富疲劳损伤算法、拥有更全面的材料库，并且操作简便的耐久性疲劳分析软件。由于Fe-safe疲劳算法基于海量的工程实践，另外，客户的反馈也表明，Fe-safe可以给出准确的疲劳点和疲劳寿命预测。MSC Fatigue是一款功能较为全面的疲劳设计软件，在分析领域也广泛应用
平均应力校正因子的准确性会显著影响设计的疲劳寿命预测，因此使用可靠、准确的仿真和疲劳分析软件非常重要。在许多情况下，用于设计的S-N曲线假设疲劳寿命的最坏情况，无需使用平均应力校正因子。
疲劳测试是疲劳分析的重要组成部分。它涉及对材料或结构进行循环载荷并测量由此产生的疲劳损伤。了解材料和结构疲劳特性和行为对于剩余寿命评估和断裂力学分析至关重要。
通过模拟具有正确材料属性的组件的预期载荷，可以假设疲劳分析的应力应该是多少。您可以将冯米塞斯等效应力或主应力作为疲劳分析的输入。
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根据仿真获得的平均应力值，可以使用诸如Gerber，Goodman和Soderberg之类的关系，这些关系将平均应力幅度与疲劳寿命相关联，也称为恒定寿命图。下图提供了恒定寿命图的示例。
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