任意の位置における応力の状態は、直交座標系 XYZ を基準とする垂直応力とせん断応力成分によって定義されます。一般に、座標系を回転させると、応力成分の値が変化します。
特定の方向の座標系(X'、Y'、Z')では、せん断応力がすべてゼロとなり、応力の状態は 3 つの垂直応力成分によって完全に決まります。
これらの 3 つの垂直応力成分は主応力と呼ばれ、それらに対応する参照軸（X'Y'Z'）は主軸と呼ばれます。
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| 図 1 |
図 2 |
図 1 に示す材料要素の特定の方向で、せん断応力成分が消滅し、応力は図 2 に示すように垂直応力のみになります。
3 つの応力成分は、同時に表示することができます。節点または要素の中心における主応力は、楕円体によって表されます。楕円面の 3 つの半径は、3 つの主応力の大きさを表わします。応力（引張/圧縮）の方向は、矢印で表わされます。色コードは、von Mises 応力値、スカラー量に基づいています。
3 つの主応力が同じ大きさである場合、楕円面は球体になります (図 3)。主応力のうちの 1 つが 0 である場合、楕円面は平面の楕円になります (図 4)。単純な一軸応力の場合には、楕円面は直線になります。
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| 図 3. 引張状態にある等しい 3 つの主応力。楕円面は球体になります。
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図 4. 主応力の 1 つが極端に小さい。
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主応力ベクトルは、オブジェクトに作用する応力の大きさと方向を示します。これらは両方向矢印で表されます。
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互いに反対方向を示す矢印は、引張り主応力を示します。 |
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互いに向かい合う矢印は、圧縮主応力を示します。 |