疲れ試験において、試験片の直径や板厚が大きくなると、同一材料の同一硬さのものでも、疲れ強さが低下する現象が現れます。このような現象を寸法効果といって、直径50mm以下のもので、曲げやねじり応力が作用する場合に顕著に現れます。

一般に疲れ試験のデータ集の数値は、標準寸法の試験片（直径10mm前後）の実験結果が多いので、これより直径が大きいものはマイナス側に補正をしなければならないことになります。 寸法効果は、太径のものほど表面層近くの応力勾配がゆるい為に細径のものと比べると、表面直下の応力が大きいことと、表面欠陥数の密度が同じ場合、表面積が大きいものほど欠陥の分布数が多い為に生ずるのです。

細径から太径のものに設計変更する時は、この寸法効果に注意が必要です。