O estados das tensões em um ponto é completamente definido pelos componentes de tensão normal e de cisalhamento em referência a um sistema ortogonal de coordenadas XYZ. Em geral, os valores dos componentes de tensão se alteram se o sistema de coordenadas é girado.
Em uma determinada orientação (X’Y’Z’), todas as tensões de cisalhamento desaparecem e o estado das tensões passa a ser definido pelos 3 componentes normais de tensão.
Estes 3 componentes normais de tensão são chamados de tensões principais e os eixos de referência correspondentes (X’Y’Z’) são chamados de eixos principais.
 |
 |
| Figura (1) |
Figura (2) |
Em uma determinada orientação do elemento de material exibido na Figura (1), os componentes da tensão de cisalhamento desaparecem e as tensões são reduzidas às tensões normais puras, conforme mostra a Figura (2).
Você pode plotar todos os 3 componentes de uma vez. As tensões principais em um nó ou centro de elemento são representadas por uma elipsóide. Os 3 raios da elipsóide representam as magnitudes das 3 tensões principais. A direção da tensão (tensão/compressão) é representada por setas. O código de cores se baseia nos valores de tensão de von Mises, uma quantidade escalar.
Se as 3 tensões principais possuírem a mesma magnitude, a elipsóide se tornará uma esfera (Figura 3, abaixo). Se uma das tensões principais for zero, a elipsóide se tornará uma elipse plana (Figura 4, abaixo). No caso da tensão simples uniaxial, a elipsóide se tornará uma linha.
 |
 |
| 3 tensões principais iguais em tensão. A elipsóide se torna uma esfera.
|
Figure 4. One of the principal stresses is very small.
|