Витривалість це здатність металу протистояти втомного руйнування. На втому відчувають серію гладких, переважно круглого перетину, зразків або зразків круглого перетину з надрізом. Значно рідше застосовують зразки прямокутного перетину. Один кінець зразка 1 (рис. 1) закріплюють в гнізді 2 вала машини, другий - через підшипник 3 навантажують зосередженої силою F. Під час експерименту зразок обертається і сприймає знакозмінний симетричний вигин. Кожен зразок випробовують при заданому найбільшій напрузі циклу σmax і фіксують кількість циклів N до руйнування. Якщо зразок при досить великому заданому базовому кількості циклів не зруйнувався, то його більше не відчувають.
Мал. 1 Схема випробувань на втому: 1 - зразок; 2 - гніздо вала машини; 3 - підшипник; F - сила
За результатами випробувань будують графіки - криві втоми, або криві Веллера - в координатах σ- lgN (рис. 2). Крива втоми відображає залежність між максимальними напруженнями циклу і тривалістю (кількістю циклів до руйнування зразка). Основний тип кривої втоми - графік з чітко вираженим горизонтальним ділянкою. Графіка такого типу властива чорним металам і титану. Криві втоми з асимптотическим наближенням до осі абсцис характерні для кольорових металів.
Крива втоми в координатах σ- lgN: σ- максимальне напруження циклу; N - кількість циклів напружень; σ1. σ2 ... σ5 - значення максимальних напружень і N1. N2. N5 - відповідне їм кількість циклів, при яких були зруйновані зразки; σ- межа витривалості; Nσ - базова кількість циклів.
Кордон витривалості (межа втоми) σR це таке максимальне за абсолютним значенням напруга циклу, при якому матеріал не руйнується після скільки завгодно великого або заданої кількості циклів навантаження. Якщо коефіцієнт асиметрії циклу Rσ = -1, то кордон витривалості позначають як σ1. Практично кордон витривалості визначають на базі нормованої кількості циклів навантаження. Для стали база випробування N = 10 7 циклів, тоді як для сплавів кольорових металів - N = 10 8 циклів.