試験片形状・荷重・縞感度定数を変えて、主応力差に対応した等色縞（アイソクロマティック）パターンをリアルタイムで可視化。FEM検証の基礎を体感しよう。
縞次数：$N = \dfrac{(\sigma_1 - \sigma_2)\,t}{f}$
円板（Hertz）：
$\sigma_y = -\dfrac{2P}{\pi D t},\quad \sigma_x = \dfrac{6P}{\pi D t}$
最大主応力差が大きい領域ほど縞が密になる。
製品設計の初期検証：自動車のリンク機構や航空機の窓枠など、複雑な形状の部品について、実物大の透明モデルを作成し、光弾性実験を行います。これにより、設計段階で応力集中が起こりやすい危険箇所を視覚的・直感的に特定できます。
数値解析（CAE/FEM）の検証：有限要素法（FEM）などで得られた応力解析結果の信頼性を確認するためのベンチマークとして利用されます。光弾性で得られた等色縞パターンとFEMの主応力差のコンター図を比較し、その分布傾向が一致するかを確認します。
材料評価・品質管理：異なる材料（エポキシ、ポリカーボネートなど）の縞感度定数（f値）を測定したり、鋳造部品や溶接部の内部残留応力を評価するために用いられます。応力が残留している部分は、荷重を加えなくても初めから縞が観察されます。
教育・研究：力学や材料工学の教育現場で、目に見えない「応力」という概念を、美しい色の縞として可視化する強力な教材となります。破壊力学の分野では、き裂先端の応力拡大係数を光弾性縞パターンから求める研究が行われています。
まず、「縞が濃い＝応力が大きい」と思いがちですが、厳密には違います。等色縞は主応力「差」を表しているので、例えば一様な引張り（σ1が大きく、σ2=0）と一様なせん断（σ1とσ2が絶対値同じで符号逆）では、同じ応力差でも全く異なる応力状態です。シミュレーターで「円板」を選び、荷重をかけて中心を確認してみてください。縞が現れますが、これは引張りと圧縮の組み合わせによる大きな応力差です。一方、単純な引張り試験片では、荷重をかけても最初はほとんど縞が見えません（σ2が0に近いため差が小さい）。応力の「大きさ」ではなく「差」を見ていることを常に意識しましょう。
次に、縞感度定数「f」の扱い。この値は材料固有で、例えばエポキシ樹脂では約3~5 kN/m・縞、アクリルでは約10~15 kN/m・縞と、材料で大きく異なります。シミュレーターでこの値を変えると、同じ荷重でも縞の本数が大きく変わりますよね？実務で既知の材料（エポキシ）で実験して得た知見を、別の材料（例えばアルミニウム）の設計に直接当てはめることはできません。f値の違いが「見かけの危険度」を変えてしまうからです。
最後に、「2次元の面内応力」しか評価できないという根本的な限界。この手法の前提は、光が通過する厚さ方向の応力は一定（平面応力状態）であることです。実際の厚みのある部品では、表面と内部で応力状態が異なる「3次元応力」が生じます。そのため、複雑な3次元形状の精密評価には向かず、あくまで傾向把握やFEMの検証用という位置づけを理解しておくことが大切です。
ポリカーボネート製円板試験片（直径50mm、厚さ5mm）に圧縮荷重20kNを印加した場合を想定します。直径方向の最大圧縮応力は約51MPa、最小応力は約-51MPaとなり、主応力差は102MPaです。材料の光弾性係数を0.24mm/(N·縞)とすると、観測される縞次数はN=102×5/(0.24×1000)≈2.1縞となります。中央部付近の等色縞は明確な円形パターンを示し、ISO23878規格に準拠した応力集中係数Ktの検証に活用できます。