不穩定變應力可分為非規律性的和規律性的兩大類。
一、非規律性的不穩定變應力：其變應力參數的變化要受到很多偶然因素的影響，是隨機地變化的。承受非規律的不穩定變應力的典型零件，以汽車的鋼板彈簧為例。作用在它上面的載荷和應力的大小，要受到載重量大小、行車速度、輪胎充氣程度、路面狀況以及駕駛員的技術水平等一系列因素的影響。對于這一類的問題，應根據大量的試驗，求得載荷及應力的統計分布規律，然后用統計疲勞強度的方法來處理。
二、規律性的不穩定變應力：其變應力參數的變化有一個簡單的規律。承受近似于規律性的不穩定變應力的零件，以專用機床的主軸、高爐上料機構的零件為例。對于這一類問題，是根據疲勞損傷累計假說進行計算的。
下面左圖為一規律性的不穩定變應力的示意圖。變應力σ1（對稱循環變應力的最大應力，或不對稱循環變應力的等效對稱循環變應力的應力幅，以下同此）作用了n1次，σ2作用了n2次，……。把左圖所示的應力圖放在材料的σr－Ｎ坐標上，如下面右圖所示。根據σr－Ｎ曲線，可以找出僅有σ1作用時使材料發生疲勞破壞的應力循環次數N1。假使應力每循環一次都對材料的破壞起相同的作用，則應力σ1每循環一次對材料的損傷率即為1/N1，而循環了n1次的σ1對材料的損傷率即為n1/N1。如此類推，循環了n2次的σ2對材料的損傷率即為n2/N2，……。
按上面左圖所示，如σ4小于材料的持久疲勞極限σ-1∞ ,它當然可以作用無限多次循環而不引起疲勞破壞。這就是說，小于材料持久疲勞極限的工作應力對材料不起疲勞損傷的作用，故在計算時可以不予考慮。
因為當損傷率達到100%時，材料即發生疲勞破壞，故對應于極限狀況有
