金屬砂輪基體因基體密度較大，在高速旋轉時會產生較大的離心力，導致砂輪基體應力較高，會產生砂輪基體芯部應力達到極值而接近金屬失效時的應力情況，因此有必要研究砂輪基體高速旋轉時產生的應力分布。砂輪基體旋轉應力可用經典彈性力學理論進行計算，磨削理論也明確解釋了砂輪基體高速旋轉時的應力分布情況mz66。對大直徑(直徑可達1,200 mm)砂輪基體的應力分布做了系統分析，認為采用小孔徑的砂輪基體可以彌補砂輪基體強度的不足。對砂輪基體的應力進行了分析，發現采用砂輪基體芯部補強的結構設計可以避免其芯部產生較大的環向應力，從而提高砂輪基體的使用轉速。
以上研究都是基于砂輪基體等厚度條件下的應力分析，如果砂輪基體厚度隨砂輪基體徑向長度變化，即砂輪基體不呈現規則的圓柱形狀，而呈現內厚外薄或外厚內薄的不均勻厚度形狀，那么砂輪基體的應力分布將完全不同。對不同砂輪基體截面的應力分布進行了分析，結果表明砂輪基體可通過芯部增厚而產生較為均勻的應力分布。采用不同的研究方法也得出相似的砂輪基體截面優化結果。優化結果表明:要使砂輪基體應力分布均勻，砂輪基體截面應類似雙曲線。這些研究表明砂輪基體的結構參數可以改變砂輪基體的應力分布，從而彌補其材料強度上的不足。