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x, y, z를 변수로 할 때 응력 성분의 사이에는 σ_xx²+σ_yy²+σ_zz²+2(τ_xyxy+τ_yzyz+τ_zxzx)=±k²의 관계가 있으며 원점올 중심으로 하는 2차 곡면을 나타내는 것이 된다. 이것을 응력의 2차 곡면이라고 한다 이 곡선의 특성은 중심을 지나는 서로 수직인 3개의 대칭축(X,Y,Z)을 가지며 σ_xX²+σ_yT²+σ_zZ²=±K² 표시되는 것에서 X,Y,Z축은 응력의 주축, X,Y,Z면은 주응력면(주면), σ_x, σ_y, σ_z는 주응력이다.

또한 원점을 지나는 임의 사면(방향 여현 l,m,n) 위에서의 수직 응력을 σ로 하면

또 상수 k의 ±는 에 대응하는 것이다.