主应力 — CAE用语解说

普通的应力根据坐标系变化而改变，如σx、σy、τxy等，但主应力是"剪切应力为零的特殊坐标系"中的法向应力。通过求应力张量的特征值，可以找到不依赖于坐标系的应力本质大小。

σ1是最大拉伸方向，σ3是最大压缩方向的应力。例如拉伸试样中，只有σ1为正，σ2=σ3≒0。压力容器的筒体部分，周向有σ1，轴向有σ2，厚度方向σ3几乎为零。通过观察这3个值的比率，可以直观理解"处于什么应力状态"。

von Mises是标量值，只能看出"大小"。但通过主应力可以了解"拉伸还是压缩"、"力集中在哪个方向"。例如脆性材料陶瓷对拉伸很敏感，如果不用σ1的最大值来评估就会漏掉危险。延性材料可以用von Mises，但需要根据材料类型来选择评估方法。

完全有关系。莫尔圆是以σ1和σ3为直径的圆，可以从中直接读出最大剪切应力τmax = (σ1-σ3)/2。Tresca准则就是用最大剪切应力来判断屈服，所以主应力和莫尔圆要配套理解才最有效。

非常建议使用。等值线图只能看大小，但用箭头显示主应力矢量就能一眼看出力的流向。能直观判断裂纹会往哪个方向扩展，应该往哪个方向加强筋，这些设计决策都能直接从图中得出。