O projeto de resistência mecânica de eixos rotativos submetidos a cargas de flexão e torção constantes pode ser modelado de forma simplificada, supondo-se que o carregamento é constituído de momento fletor alternado e torque constante. As cargas axiais são desprezadas. O estado plano de tensões resultante é transformado em tensões uniaxiais equivalentes, obtidas pelo critério da máxima energia de distorção (tensões de von Mises), que deverão ser cotejadas com as propriedades mecânicas adequadas. O resultado do equacionamento desse modelo é uma expressão matemática do tipo

!$ d = \biggl [ {\large{32n \over \pi} \Bigl ( {M \over S_e} + {\sqrt{3} \over 2} {T \over X}\Bigr )} \biggr ] ^{^1/_3} !$

onde !$ d !$ é o diâmetro da seção do eixo em análise, !$ M !$ representa a componente alternada do momento fletor já corrigida pelo fator de intensificação de tensões, !$ T !$ é a componente estacionária do momento torçor, !$ n !$ é o fator de segurança do projeto, !$ S_e !$ é a resistência à fadiga do componente para vida infinita, e !$ X !$ é uma propriedade mecânica do material.

Deseja-se empregar o critério de análise de falha por fadiga que conduza ao cálculo mais conservativo para o diâmetro !$ d !$.

Para atender às condições do modelo descritas, o critério de falha por fadiga e a respectiva propriedade mecânica a ele associada são: