疲勞（fatigue）

把一根迴紋針來回折彎。第一次折沒什麼戲劇性，第二次也沒有——但繼續下去，十幾個循環後它就斷了，而所用的力遠小於一次把它拉斷所需的力。這就是疲勞：在重複或起伏的負載下，於遠低於材料靜態強度的應力發生的破壞。它是一個零件被加載、卸載、加載、卸載成千上萬乃至數百萬次後的慢性死亡。

疲勞分兩個階段。首先是起始：即使在不高的應力下，差排的來回滑移也會使表面變粗糙，於是一條微小裂縫成核，通常發生在表面的應力提升源——刮痕、螺栓孔、尖角、粗糙的加工痕。接著是擴展：每一個負載循環把裂縫往前推進微小的一步，於是它每循環長大一點，留下標誌性的波紋（疲勞條紋，一循環一條；較粗尺度上則是海灘紋）。零件表面看起來一直好好的，直到裂縫達到臨界長度，剩餘斷面在最後一刻突然斷裂。

令人警醒的事實是：大多數在役機械失效——依許多估計是絕大多數——都是疲勞，而非一次性過載。而且裂縫會藏起來：零件直到最後一個循環都看似完好。防禦手段全都圍繞表面與應力提升源：拋光、避免尖角、加大倒角，並以珠擊或用滾軋（而非切削）方式製造螺紋來在表面誘入殘餘壓應力，因為被壓住的表面能抵抗開裂。設計上要嘛讓應力永遠低於疲勞極限，要嘛就檢測並在裂縫長到臨界前汰換零件。