高周疲劳寿命测定：在应力水平低于材料屈服极限的条件下，测定合金钢试样直至断裂所经历的循环次数，评估其在长期交变载荷下的耐久性。
低周疲劳寿命测定：在应力或应变水平较高，可能发生塑性变形的条件下，测定合金钢的疲劳寿命，关注其承受较大循环塑性应变的能力。
疲劳极限（条件疲劳极限）测定：确定合金钢在指定循环基数（如10^7次）下不发生断裂的最大应力幅值，是材料抗疲劳性能的关键指标。
S-N曲线（应力-寿命曲线）绘制：通过不同应力水平下的疲劳试验数据，绘制应力幅与失效循环次数之间的关系曲线，是疲劳设计与分析的基础。
疲劳裂纹萌生寿命评估：测定从试验开始到可检测的宏观疲劳裂纹出现所经历的循环次数，研究裂纹萌生阶段的材料行为。
疲劳裂纹扩展速率测定：研究已存在裂纹在交变载荷下的扩展规律，通常通过da/dN-ΔK曲线来描述，对损伤容限设计至关重要。
疲劳断口形貌分析：利用宏观及微观手段观察分析疲劳断口的特征，如疲劳辉纹、海滩标记等，以推断失效模式和原因。
循环应力-应变响应测试：测定合金钢在循环载荷下的应力-应变滞后回线，分析其循环硬化或循环软化行为。
平均应力影响研究：考察非对称循环载荷中平均应力（拉或压）对合金钢疲劳寿命的影响规律。
环境介质下疲劳寿命测试：评估在腐蚀性环境、高温或低温等特定环境介质中，合金钢疲劳寿命的衰减情况。
低合金高强度钢：如Q345、42CrMo等，广泛应用于机械结构件，需评估其在高负荷下的疲劳性能。
合金调质钢：如40Cr、35CrMo等，经调质处理后具有优良的综合力学性能，其疲劳行为是设计关键。
合金渗碳钢与氮化钢：如20CrMnTi、38CrMoAl等，表面硬化后的心部与表层疲劳性能匹配性是检测重点。
轴承钢：如GCr15，在高接触应力循环载荷下的滚动接触疲劳寿命是核心评价指标。
弹簧钢：如60Si2Mn、50CrVA，其在高应力幅、高循环次数下的抗疲劳松弛能力至关重要。
高温合金钢：适用于在高温环境下工作的部件，检测其高温蠕变-疲劳交互作用下的寿命。
马氏体时效钢：具有超高强度与韧性，需评估其在复杂应力状态下的超高周疲劳性能。
焊接接头及热影响区：评估合金钢焊接后，焊缝、熔合线及热影响区等薄弱区域的疲劳性能。
表面处理试样：检测经喷丸、渗碳、氮化、涂层等表面强化或改性处理后的合金钢疲劳寿命变化。
含缺陷或预裂纹试样：模拟材料内部存在夹杂、气孔或加工缺陷时，对疲劳寿命的定量影响。
旋转弯曲疲劳试验法：试样在旋转状态下承受恒幅弯曲应力，是测定对称循环疲劳极限的经典方法。
轴向拉-压疲劳试验法：对试样施加轴向的交变拉压载荷，应力比可调，能更真实模拟多数服役应力状态。
三点/四点弯曲疲劳试验法：对梁式试样施加循环弯曲载荷，常用于板材、表面处理层或小尺寸试样的疲劳测试。
扭转疲劳试验法：施加循环扭转载荷，用于评估材料在纯剪切应力状态下的疲劳性能。
裂纹扩展试验法：使用紧凑拉伸(CT)或中心裂纹拉伸(M(T))试样，在疲劳载荷下监测裂纹长度随循环次数的变化。
升降法：一种高效的统计试验方法，用于精确测定材料的疲劳极限，所需试样数量相对较少。
成组试验法：在多个应力水平下分组进行疲劳试验，每个应力水平测试多个试样，用于绘制完整的S-N曲线。
应变控制疲劳试验法：通过控制试样的应变幅来进行低周疲劳试验，直接获取材料的循环应力-应变曲线。
高频振动疲劳试验法：利用共振原理，在较高频率（如100Hz以上）下进行疲劳试验，可快速获得高周疲劳数据。
原位观测与数字图像相关法：结合光学显微镜、扫描电镜或DIC技术，在疲劳过程中原位观测表面变形、损伤与裂纹演化。
高频液压伺服疲劳试验机：核心设备，可进行轴向、弯曲、扭转等多种模式的载荷控制或应变控制疲劳试验，动态响应好。
旋转弯曲疲劳试验机：结构相对简单，专用于进行高转速下的旋转弯曲疲劳试验，效率高。
动态载荷传感器：高精度测量试验过程中施加在试样上的实时动态力值，是闭环控制与数据采集的基础。
引伸计与应变片：用于精确测量试样在循环载荷下的变形或应变，尤其在应变控制试验中不可或缺。
裂纹长度测量装置：如直流电位降(DCPD)系统、夹式引伸计或光学视频引伸计，用于实时监测疲劳裂纹的扩展长度。
环境箱：提供高温、低温或腐蚀性气氛等可控环境，用于研究环境因素对疲劳寿命的影响。
数据采集与控制系统：计算机与专用软件，用于设定试验参数、控制试验过程、实时采集并存储载荷、位移、应变等数据。
光学显微镜与扫描电子显微镜：用于试验前后及中断后，对试样表面、断口进行微观形貌观察与分析。
试样对中装置：确保试样在试验机上精确对中，避免附加弯矩，保证轴向疲劳试验结果的准确性。
动态应变仪：与应变片配合使用，将微小的电阻变化转换为电压信号并进行放大，用于动态应变测量。
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