Tekrarlanan yükleme ve boşaltmanın zamanla nesneleri zayıflattığı gözlemlenmiştir. Bu, etki eden gerilimler izin verilen gerilim limitlerinin epey altında dahi olsa olur. Bu olguya yorulma adı verilir. Her gerilim dalgalanması döngüsü, nesneyi belirli bir ölçüde zayıflatır. Belirli bir döngü sayısı aşıldıktan sonra nesne büyük ölçüde zayıflar ve hasar meydana gelir. Yorulma, metalden üretilenler başta olmak üzere çoğu nesnede meydana gelen hasarın ana sebebidir. Yorulma nedeniyle hasar meydana gelen nesneler arasında dönen parçalar içeren makineler, cıvatalar, uçak kanatları, tüketici ürünleri, sahil platformları, gemiler, otomobil aksları, köprüler ve kemikler yer alır.
Doğrusal ve doğrusal olmayan yapısal etütler, yorulma kaynaklı hasarları tahmin etmez. Belirtilen bir kısıtlama ve yük ortamına maruz kalan bir tasarımın vereceği yanıtı hesaplarlar. Analiz varsayımları gözlemleniyorsa ve hesaplanan gerilimler izin verilen limitler dahilindeyse, yükün kaç kez uygulandığına bakılmaksızın tasarımın bu ortamda güvenli olduğu sonucuna varırlar.
Bir yorulma etüdü tanımlanırken statik, doğrusal olmayan veya zaman geçmişi doğrusal dinamik etütlerin sonuçları temel alınabilir. Belirli bir konumda yorulma hasarının meydana gelmesi için gereken döngü sayısı, malzemeye ve gerilim dalgalanmalarına bağlıdır. Belirli bir malzemeye yönelik bu bilgiyi, SN eğrisi adı verilen bir eğri sağlar.
Yorulma Kaynaklı Hasarın Aşamaları
Yorulma kaynaklı hasar üç aşamada meydana gelir:
| 1. Aşama |
Malzemede bir veya birden fazla çatlak oluşur. Çatlaklar malzemenin herhangi bir yerinde meydana gelebilir fakat gerilim dalgalanmalarının daha yüksek olması nedeniyle genellikle sınır yüzlerinde oluşurlar. Çatlaklar birçok nedenle meydana gelebilir. Malzemelerin mikroskobik yapısındaki kusurlar ve kalıplama ya da taşıma sırasında oluşan yüzey çizikleri bunlardan birkaçıdır. |
| 2. Aşama |
Çatlakların belirli bir kısmı veya tamamı sürekli yükleme nedeniyle büyür. |
| 3. Aşama |
Tasarımın uygulanan yüklere dayanma kabiliyeti, hasar meydana gelene dek zayıflamaya devam eder. |
Yorulma çatlakları, bir malzemenin yüzeyinde başlar. Modelin yüzeylerinin güçlendirilmesi, modelin yorulma koşulları altındaki ömrünü uzatır.