疲劳试样的形式取决于试验目的、设备类型、设备能力和使用的原材料。疲劳试样大体上可分为两类：一类是形状简单、尺寸较小的典型“试样”；另一类是实际零构件或局部细节模拟元件。本节中介绍的试样属于前一类，典型试样又分为“光滑试样”和“缺口试样”两种。光滑试样指在试验段没有应力集中的试样；而缺口试样则是在试验段内人为地制造缺口，即有应力集中的试样。
试样设计应保证试样失效位于试样工作段，试样工作段的应力分布定义明确，即光滑试样保证工作段无应力集中，缺口试样有明确的理论应力集中系数。
所有设计试样应由试验段、夹持部分及两者之间的过渡区三部分组成。夹持部分的形状必须根据试验机夹头的要求设计，不宜做统一的规定。但有些原则是必须遵守的：为避免在夹持部分破坏，试样夹持端的截面要做得足够大；夹持部分的长度，在试验机夹具允许的情况下，应尽可能长一些，以减少试样夹持部分和夹具间过大的挤压应力；试样夹持部分必须平直，并且要保证与试验段截面的同轴度，以免试验段或试验过渡段产生附加应力，引起试样过早地破坏；为了防止试样在过渡段发生断裂，需要采用较大的圆角半径以减小应力集中，这一点对光滑试样尤为重要。
疲劳试样的形状、尺寸、表面粗糙度和加工工艺对疲劳性能都有不同程度的影响，因此为了保证疲劳试验结果具有可比性和可重复性，标准中常推荐一些典型试样及其制备方法。
高周疲劳试验标准中推荐了不同形式的光滑试样和缺口试样，如等截面、变截面的圆形截面试样，等截面、变截面的矩形截面试样，缺口试样等。典型疲劳试样示意图如图11-10所示。(www.xing528.com)
图11-10 典型疲劳试样示意图
疲劳标准中一般都会给出试样设计的准则，如ASTM E466—2015中规定圆形试样的工作段曲率半径应大于8倍试样最小直径，以消除应力集中，缩减截面的长度应大于3倍最小直径等。试验时一般根据原材料的规格尺寸、试验目的、标准具体要求和试验机夹具形式等设计合理的试样形式。
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