応力 — CAE用語解説

力そのものではなく「単位面積あたりの内力」だよ。σ = F/A [Pa] で、面積で割ることで材料内部の力の「集中度」がわかる。同じ100Nの力でも、断面積1cm²の棒なら10MPa、0.1cm²のワイヤーなら100MPa。材料が壊れるかどうかは力の大きさではなく応力で判断するんだ。

面に垂直な方向の応力が法線応力（引張or圧縮）、面に平行な方向が「せん断応力」。3D空間では3つの法線応力（σxx, σyy, σzz）と3つのせん断応力（τxy, τyz, τzx）の合計6成分で応力状態が完全に記述される。これが「応力テンソル」と呼ばれる理由だね。

6成分の応力テンソルを1つのスカラー値に「まとめた」のがvon Mises応力。延性材料（鋼やアルミ）の降伏判定に使う等価応力で、この値が降伏応力を超えるかどうかで「壊れるかどうか」を判定する。実務では「とりあえずvon Misesの最大値を確認する」のが強度評価の第一歩だね。

FEMでは変位を解いてから、変位→ひずみ→応力の順で構成則を使って計算するよ。

FEMの応力は要素内の積分点（ガウス点）で計算されるから、隣接要素間で値がジャンプすることがある。節点平均は周囲の要素の値を平均して滑らかにしたもの。ジャンプが大きいほどメッシュが粗い証拠だから、応力のジャンプ率をメッシュ品質の指標として使えるよ。

ひずみとの関係（構成則）、von Mises応力による降伏判定、主応力による方向の把握が基本3点セットだよ。

Ansysの「Stress Error」やAbaqusの「Element Discontinuity」で確認できるよ。ジャンプが大きい領域だけメッシュを細かくするアダプティブメッシュも活用してみてね。