A curva sn, também chamada de curva de Wöhler, é obtida através de uma série de testes onde uma amostra "amostra (mecânica)") do material é submetida a tensões cíclicas com uma amplitude máxima relativamente grande (aproximadamente 2/3 da resistência à tração estática). Os ciclos até a falha são contados. Este procedimento é repetido em outras amostras com amplitudes máximas decrescentes.
Os resultados são representados em um diagrama de tensões, S, contra o logaritmo do número N de ciclos até a ruptura para cada um dos corpos de prova. Os valores de S são normalmente considerados como amplitudes de tensão.
Dois tipos de curvas S-N podem ser obtidos. Quanto maior a tensão, menor o número de ciclos até a falha. Em algumas ligas ferrosas e ligas de titânio, a curva S-N torna-se horizontal para grandes valores de N, ou seja, existe uma tensão limite, chamada de limite de fadiga, abaixo da qual a falha por fadiga não ocorrerá.
Costuma-se dizer, de forma muito superficial, que muitas ligas não ferrosas (alumínio, cobre, magnésio, etc.) não possuem limite de fadiga, uma vez que a curva S-N continua a diminuir com o aumento de N. De acordo com isso, a falha por fadiga ocorrerá independentemente da magnitude da tensão máxima aplicada e, portanto, para estes materiais, a resposta à fadiga seria especificada pela resistência à fadiga, que é definida como o nível de tensão que produz a falha após um determinado número de ciclos. No entanto, isso não é exato: é ingênuo acreditar que um material irá quebrar depois de tantos ciclos, não importa quão ridiculamente pequena seja a tensão presente.
A rigor, todos os materiais cristalinos (metais,...) têm um limite de fadiga. Acontece que para materiais como a maioria dos materiais ferrosos, esse limite costuma ficar em torno de um milhão de ciclos (para testes de corpos de prova rotativos), para tensões internas que ficam em torno de 0,7-0,45 vezes o limite elástico do material; enquanto para aqueles que dizem não ter limite de fadiga, como o alumínio, ela ocorre mesmo para tensões muito baixas (no alumínio, 0,1-0,2 vezes esse limite), e aparece em ciclos muito elevados (no alumínio pode atingir um bilhão de ciclos; no titânio pode ser, dependendo das ligas, cem milhões de ciclos ou mesmo, excepcionalmente, um bilhão de ciclos). Como em geral as máquinas ou elementos não são projetados de forma que as tensões máximas sejam 0,1-0,2 vezes o limite elástico do material, pois nesse caso boa parte das capacidades mecânicas do material seriam desperdiçadas, e como normalmente não é projetado assumindo valores de vida superiores a um milhão de ciclos, na prática estes tipos de materiais não serão capazes de apresentar seu limite de fadiga, embora o tenham.
Esta confusão surge da própria natureza das curvas S-N de Wöhler, que foram concebidas no século para aços. Quando se expandiu o tipo de materiais metálicos comuns na engenharia, os mesmos conceitos e as mesmas curvas foram transferidos para outros metais cujo comportamento à fadiga é essencialmente diferente (aliás, a grande variabilidade de comportamento que apresenta nos diferentes tipos de materiais é uma característica da fadiga). E como o aço foi e é a pedra angular da engenharia, foi interessante comparar as propriedades de outros metais em relação a ele: é e foi comum que, ao testar materiais, os testes fossem suspensos uma vez passado o milhão de ciclos, considerando que não era interessante caracterizar materiais acima desse limite de tempo.
Outro parâmetro importante que caracteriza o comportamento à fadiga de um material é a vida em fadiga N. É o número de ciclos para produzir uma ruptura em um nível de tensão especificado.[4].
Além disso, o conhecimento do comportamento à fadiga não é o mesmo para todos os materiais: o material mais conhecido, mais testado e mais confiável em termos de previsões de fadiga é a família dos aços. Para outros materiais metálicos comumente usados, como ligas de alumínio, titânio, cobre, níquel, magnésio ou cromo, há menos informações disponíveis (isto diminui com a novidade da liga), embora a forma dos critérios de cálculo de fadiga e das curvas S-N pareça regular e seja semelhante à dos aços, e sua confiabilidade seja considerada alta. Para materiais cerâmicos, pelo contrário, muito pouca informação está disponível e, de facto, o estudo da fadiga neles e em polímeros e materiais compósitos é um tema quente da investigação actual.
Em qualquer caso, há uma diferença notável entre teoria e realidade. Isto leva a incertezas de projeto significativas quando a vida em fadiga ou o limite de fadiga são considerados. A dispersão nos resultados é consequência da sensibilidade da fadiga a vários testes e parâmetros de materiais que são impossíveis de controlar com precisão. Esses parâmetros incluem a fabricação dos corpos de prova e a preparação das superfícies, variáveis metalúrgicas, alinhamento do corpo de prova no equipamento de teste, tensão média e frequência de carregamento de teste.
Aproximadamente metade das amostras testadas quebram em níveis de tensão que estão cerca de 25% abaixo da curva. Isto geralmente está associado à presença de fontes de concentração de tensões internas, como defeitos, impurezas, entalhes, arranhões,..., que permaneceram sem serem detectadas.
Técnicas estatísticas foram desenvolvidas e utilizadas para lidar com esta falha em termos de probabilidades. Uma maneira conveniente de apresentar resultados tratados desta forma é com uma série de curvas de probabilidade constantes.