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從光彈性實驗可以直接獲得主應力差和主應力方向。為了確定單獨的應力分量，還須借助于其他實驗方法或計算方法。
對于二維應力問題，確定主應力或正應力分量的實驗方法，有側向變形法、電比擬法、云紋法、光彈性斜射法、全息光彈性法和全息干涉法等。采用計算方法分離主應力的，有剪應力差法、差分法和迭代法等。但在工程中常用的是剪應力差法、光彈性斜射法和全息光彈性法。平面問題的剪應力差法可根據彈性理論二維應力問題的平衡微分方程(忽略體積力)導出正應力的計算式式中為計算點i的值;為起始點的正應力;為間距中的上輔助截面AB和下輔助截面CD的剪應力差值;△x，△y為測點間距。
正應力按下式計算：
式中θ為第一主應力和x軸的夾角，并自x軸逆時針方向為正。
若條紋級數N和主應力方向已知，剪應力可按下式計算：
光彈性斜射法是二維應力分析中常用的分離應力的實驗方法。當主應力方向已知時，只要對模型進行一次正射，再將模型繞方向轉動θ角進行一次斜射，即可根據下式得出主應力：
若未知主應力方向，或難以沿主應力方向進行斜射，須采用一次正射、兩次斜射，才能得出正應力。如模型分別繞x和y軸各轉θ角，正應力分量可由下式給出：
式中、分別為模型繞x、y軸轉動θ角進行照射時的條紋數;N0為正射的條紋數。大多數工程結構在載荷作用下常處于三維應力狀態。應用三維光彈性實驗法能有效地確定工程結構內部的三維應力狀態。三維光彈性實驗拄包括:光彈性應力凍結法、光彈性夾片法、光彈性散光法等，以光彈性應力凍結法應用較廣。
進行光彈性三維應力分析時，模型中的正應力差和剪應力都可用正射或斜射的方法確定。正射法將模型沿x、y、z三方向切出立方體，使偏振光分別沿三個互相正交的方向垂直照射，得出任意點的正應力差和剪應力。斜射法通常采用一次正射和兩次斜射以獲得正應力差和剪應力。要分離正應力，仍須采用剪應力差法。
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