Mais, lorsque les efforts varient avec le temps, c’est le phénomène de fatigue qui intervient. Les pièces peuvent rompre même si elles fonctionnent dans le domaine élastique.

La fatigue concerne tous les matériaux et pas uniquement les métaux: le phénomène de fatigue existe aussi chez les polymères. Il existe des machines de flexion rotative qui permettent de tester en fatigue des éprouvettes normalisées de métal.

Ce type de sollicitations est le plus fréquemment utilisé pour les essais. Toutes les fibres sont sollicitées en traction ou en compression sauf la fibre neutre. L'éprouvette présente un congé de raccordement pour être sûr que la fissure parte de cette zone de moindre épaisseur.