材料的疲劳破坏是指材料在低于其屈服强度的应力反复作用下，经过一定循环次数后发生的破坏现象。疲劳破坏通常是一个渐进的过程，其特点是在破坏发生前没有明显的先兆，具体表现为在材料内部逐渐产生微小裂纹，这些微裂纹逐渐扩展，最终形成宏观裂纹，导致材料断裂。疲劳破坏机理主要包括以下几个阶段：

1. 裂纹萌生：在反复应力的作用下，材料表面或内部缺陷处因应力集中而形成微裂纹，这些裂纹通常沿着晶界或晶体缺陷发展。
2. 裂纹扩展：随着载荷的继续作用，微裂纹逐渐扩展，形成更长的裂纹。这一阶段，裂纹扩展速度较慢，但随着裂纹长度的增加，扩展速度会逐渐加快。
3. 快速断裂：当裂纹扩展到一定长度时，材料的承载能力急剧下降，导致快速断裂。

在产品设计中，考虑和预防疲劳引起的失效非常重要，具体措施包括：

• 合理选择材料：根据使用条件选择具有良好疲劳性能的材料。例如，某些合金钢具有较高的疲劳强度，适合作为承受动态载荷的结构件。
• 设计优化：通过优化设计减少应力集中，比如采用圆角过渡减少应力集中点，或设计合适的结构形式提高整体刚度，降低局部应力水平。
• 表面处理：采用喷丸、滚压等表面强化技术可以提高材料表面的疲劳强度，因为这些处理能够形成表面压应力层，有助于阻止裂纹萌生。
• 采用疲劳设计方法：在设计阶段采用疲劳分析软件进行疲劳寿命预测，通过对关键部位进行详细分析，确保设计的安全性和经济性。
• 进行疲劳试验：在实际使用前，对产品或关键部件进行疲劳试验，以便验证设计的可靠性，并根据试验结果调整设计。
• 维护与监测：在产品使用过程中实施定期检查，及时发现并处理疲劳损伤，防止事故的发生。

综上所述，通过合理选择材料、优化设计、表面处理、采用先进的设计分析方法以及定期维护等措施，可以在很大程度上预防和减少疲劳引起的失效，从而提高产品的可靠性和使用寿命。