材料疲勞性能試驗所用標準試件，一般是小尺寸(3-10mm)光滑圓柱試件。材料的基本S-N曲線，給出的是光滑材料在恒幅對稱循環應力作用下的裂紋萌生壽命。
用一組標準試件（通常為7-10件），在給定的應力比R下，施加不同的應力幅Sa，進行疲勞試驗，記錄相應的壽命N，即可得到圖2.1所示的S-N曲線。如圖所示，在給定應力比下，應力S越小，壽命越長。當應力S小于某極限值時，試件不發生破壞，壽命趨于無線大。
壽命N趨于無窮大時所對應的應力S的極限值 Sf，稱為材料的疲勞極限。由于疲勞極限是由試驗確定的，試驗又不可能一直做下去，故在許多試驗研究的基礎上，所謂的“無窮大”一般被定義為
在實際工程中，可以基于疲勞極限強度進行無限壽命設計，對于無裂紋構件，控制其應力水平，使其小于疲勞持久極限（Sf），則不萌生疲勞裂紋。于是，無限壽命設計條件為：
S<>
對于需要經歷無限次循環（>1e7次）的零、構件，如發動機氣缸閥門、頂桿、彈簧，長期頻繁運行的輪軸等，無限壽命設計至今仍是一種簡單而合理的方法。
