疲劳试验机用于进行测定金属、合金材料及其构件在室温状态下的拉伸、压缩或拉压交变负荷的疲劳特性、疲劳寿命、预制裂纹及裂纹扩展试验。人们在要求高性能的同时，对结构和零件提出日益苛刻的工作条件，疲劳学科研究中已不满足于几万次以下的寿命。
超声疲劳由声学、空气动力学或机械运转等原因引发,其频率高、振幅小、循环周次高但历时短,可导致航空、航天器和其它机械结构的断裂破坏。疲劳试验机因负荷发生结构的不同而有各种各样的形式，其中超声波疲劳试验机主要用于拉伸压缩式疲劳测试
超声波疲劳试验机是一种加速共振式的疲劳试验方法，在被加载试样上建立机械谐振波。基于压电伸缩原理并利用高能超声波谐振技术，它的测试频率（20kHz）远远超过了常规疲劳测试频率。在实际试验时间内能得到疲劳度以及阈值附近的数据，由于频率高，能够迅速地检测各种各种工业材料的高重复周期的疲劳极限。
针对现代机械装备零件超长寿命和超高可靠性要求，超声疲劳试验机基于超声波谐振原理，在试样上产生高频振动载荷，完成材料的（超）高周疲劳性能试验。本公司研制的第三代多功能超声疲劳试验机具有工作频率范围宽、输出幅值大、控制精度高的特点，可以开展各种金属材料和复合材料的变应力比轴向对称拉压、变应力比三点弯曲、振动弯曲等多种加载形式的（超）高周疲劳试验，同时提供轴向拉压、三点弯曲、振动弯曲等各类试样的辅助优化设计软件。
超声波试验法只需将试样的一端用螺丝固定好，对于薄的材料也可以在拉伸压缩负荷条件下进行试验而不用担心发生弯折。通过监测振动应力传递系统的输入输出和共振频率，就能够得出疲劳试验中的内摩擦的变化和弹性常数的变化，从而获得疲劳试验中有关材料变化的信息。
超声波疲劳试验过程超声波发生器将50Hz的市电信号转换成20kHz的超声正弦波电信号输出，通过调整电压来改变正弦波的振幅。压电陶瓷环能器：将超声波发生器提供的电信号转成机械振动信号。振幅放大器将放大来自换能器振动产生的振幅，使试样获得需要的应变振幅，同时变幅杆和安装在其上的试样均需满足具有20kHz的共振频率要求。
超声波疲劳试验系统还包括感应系统和记录控制系统。通过光纤传感器测量振动的振幅、频率和振动周次，传递给计算机进行记录，通过计算可以随机调整设备的振幅，使裂纹扩展和研究速率更为直观、实时和准确。
超声波疲劳试验机组成超声疲劳试验法主要应用于航空航天、高铁汽车和核电站等领域，开展合金钢、铝合金和钛合金等各类金属材料，以及碳纤维复合材料的(超)高周疲劳性能试验。相较于常规疲劳试验方法，可以缩短试验时间90%以上，大幅度节省试验成本。
| 工作频率 | 20KHz±1KHz | 使用功率 | 2000W |
| 频率分辨率 | 1Hz | 波形失真度 | ＜1%（20KHz正弦波） |
| 输出振幅 | ±10~±75μm | 控制精度 | 1μm |
| 线性度 | ＞99% | 驱动电源 | 数控发生器 |
| 工作模式 | 连续或间断工作 | 产品型号 | HC-DF2020GD |
| 超声振动应力范围：（以钛合金为例） | |||
| 拉 压 | 100~750MPa | 三点弯曲 | 65~487.5MPa |
| 振动弯曲 | 55~412.5MPa | 平均应力范围 | 0~1000MPa |