曲軸所受應力值往往在遠低于曲軸材料抗拉強度的情況下也會發生疲勞破壞，而且疲勞破壞在零件斷裂前基本上是沒有征兆的，會發生突然斷裂，疲勞時曲軸的一種非常危險的失效模式。因此對曲軸的疲勞研究意義重大。疲勞破壞是曲軸失效原因中較多的一種。
疲勞壽命是研究疲勞的一個基本概念，它是指設備在正常使用中所能承受交變負荷的循環次數。曲軸的疲勞壽命大體包括裂紋萌生壽命和裂紋擴展壽命兩個階段，分別如圖3.34、圖3.35所示。


 
疲勞破壞的原因有兩方面，其一是零件的材料基本特性、結構及表面抗疲勞處理情況，這是內因；其二是載荷特征為交變，這是外因；我們研究疲勞，事實上就是將這兩個原因對零件的破壞影響狀態用數學模型或公式表達出來，得出量化的結果。根據曲軸的破壞，來說明研究疲勞設計的量化方法，如圖3.36所示。
 
 
 
根據ABAQUS計算的應力分布及歷程，利用變載荷線性損傷累積的原理對疲勞壽命進行計算。疲勞計算所用軟件為發動機行業廣泛應用的FEMFAT。計算得到的安全因子分布如圖3.37所示。曲軸的安全系數為1.99，出現于主軸頸圓角處（主軸頸應力點）。
從前面應力分布來看，曲柄銷圓角處應力高于主軸頸，而主軸頸安全因子略小于曲柄銷，這主要是因為在應力歷程中，主軸頸應力點出現波峰多于曲柄銷（參見圖3.33），導致其累積損傷要比曲柄銷嚴重。這也驗證了疲勞是由多種因素影響的，是一個損傷累積的過程，不能僅憑某個應力時刻來簡單判斷其疲勞壽命。根據經驗數據我們認為安全系數大于1.6即是安全的，因此本次設計是合格的。圖3.37曲軸安全系數分布3.2.4軸  http://www.dgzhenghang.cn