물체가 외부로부터 힘이나 모멘트를 받으면 물체 내부에는 저항하려는 힘이 발생한다. 그리고 이 물체 내부의 저항력을 해당 지점의 단위 면적으로 나눈 값을 응력(stress)으로 정의한다. 힘은 크기뿐만 아니라 방향을 가지고 있기 때문에 응력 또한 크기와 방향성을 지니고 있다.
따라서, 물체 내부 임의 한 점에 있어서 응력의 크기는 응력 계산의 기준이 되는 좌표축의 방향에 따라 변한다. 좌표축의 방향에 따른 응력값의 변화는 모어 원도(Mohr’s circle)를 통해 한 눈에 쉽게 파악할 수 있다. 2차원의 경우 좌표축은 두 개의 직교하는 축을 가지기 때문에 한 방향이 최대 응력값을 나타내면 직각이 되는 다른 한 방향은 최소 응력값을 나타낸다. 3차원의 경우에 좌표축은 세 방향을 가지므로 한 방향이 최대 응력값을 가질 경우, 나머지 두 방향은 각각 최소 응력값 및 중앙 응력값을 가지게 된다.
이와 같이 최대, 최소 및 중앙 응력값을 주 응력이라고 부르고, 주 응력값을 가지는 좌표축의 방향을 주축(principal axes)이라고 정의한다. 주 응력과 주축은 물체의 강도분석에 있어 대단히 중요한 역할을 한다. 왜냐하면 물체의 파괴는 물체 내 응력의 최대값에 직접적으로 좌우되기 때문이다. 주 응력이나 주축의 개념은 변형률(strain), 질량 관성모멘트(mass moment of inertia) 및 면적 관성모멘트(area moment of inertia)의 좌표축에 따른 특성에도 그대로 적용된다.
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