S-N 曲線（S-N curve）

如果零件因重複加載而失效，最直接的問題就是：它在斷裂前能承受多少次加載？S-N 曲線就是回答這個問題的地圖。你測試許多相同的試片，每一片施以不同的應力振幅，記錄各自撐過的循環數；把應力（S）對破壞循環數（N）作圖，就得到該材料的疲勞壽命線。

曲線向右下方傾斜：應力振幅越高，零件能撐過的循環越少——高應力在數千循環內就把它殺死，柔和的應力則要數百萬循環。由於壽命跨度極大，N 畫在對數軸上（10^3、10^4，直到 10^7 甚至更多循環）。對某些材料，尤其是碳鋼與低合金鋼，曲線在某個應力以下會變平成一段水平的階——即疲勞極限——意思是低於該應力，零件似乎能撐到近乎永遠。許多其他材料，例如鋁合金，卻從不真正變平；它們的曲線持續下垂，所以在任何應力下都有有限壽命。

S-N 試驗是疲勞設計的骨幹，但它有些誠實的但書。疲勞數據散布很大——名目上相同的試片，壽命可能相差好幾倍——所以曲線其實是一條帶，設計者要用安全係數或以低存活機率來設計。曲線還取決於平均應力、表面加工、尺寸與環境，因此用拋光試片得到的實驗室 S-N 曲線，對真實、較粗糙、會腐蝕的零件必須向下修正。