探讨材料应力单元在三维空间受力状况，可将应力单元所受外力经过应力转换求出其主应力（分别为σ1，σ2与σ3）。为了便于分析与了解其物理意义，同将应力状态分解并以下式表示，其中平均应力 值为(σ1＋σ2＋σ3)/3。 作用于单元上，其在各方向值均相等，亦称为球体应力(spherical stress)，因其会造成材料单元之膨胀（或收缩），亦称为膨胀应力。