力的平衡系内外力在位移协调系的位移上所做的虚功，与力的平衡系中内力在位移协调系的变形位移上所做的虚功两者相等。它是线性和非线性结构的应力和位移计算都适用的基本原理。位移协调系的位移应是微小的、约束所容许的，而且结构原来连续的部分应该保持其连续性。在虚功原理中，力的平衡系和位移协调系两者，其中一个是真实的，另一个是虚拟的。

当力的平衡系是真实的，位移协调系是虚拟的，这种情况的虚功原理称为虚位移原理。其意义为：真实外力在相应虚位移上所做的虚功等于实际内力在虚变形位移上所做的虚功。刚体虚位移原理可以看为变形体虚位移原理的特殊情况。因为刚体的虚拟变形位移不存在，真实内力所做的虚功恒等于零，所以刚体虚位移原理为：真实外力在相应的虚位移上所做的虚功等于零。虚位移原理可以用来求解力系的平衡问题。例如，对图1a所示荷载作用下的静定梁，为了计算反力R_d及弯矩M_e可以应用虚位移原理的单位位移法。首先分别解除相应的约束并代以约束力，其次给出沿约束力正方向的单位虚位移，并分别绘出虚拟位移协调系如图1（b）、（c），然后，写出相应的虚功方程，便可解得

虚功原理

当位移协调系是真实的，而力的平衡是虚拟的，这种情况的虚功原理称为虚力原理。其意义为：虚外力在真实位移上所做的虚功等于虚内力在真实变形位移上所做的虚功。

静定梁的荷载及虚位移图

虚力原理可以用来求解结构的位移。为了求得结构在实际外来作用下在某处沿某方向的位移，可应用虚力原理的单位荷载法，即将虚拟的力的平衡系设为只在该方向受有单位荷载，然后建立虚功方程，即可解得所求的位移。例如，对于平面杆系结构，在荷载、温度变化及支座移动等外来因素作用下，K处所k方向上的位移计算公式为

虚功原理

式中 ∑表示对各杆求和；∑_i表示对各支座求和；、、和分别为虚单位荷载所引起的轴力、剪力、弯矩和支座反力；M_p、Q_p、N_p分别为实际荷载引起的弯矩、剪力和轴力；GA、EA、EI分别为杆的抗扭、抗拉和抗弯刚度；T和T′分别为杆上下纤维温度变化的平均值和温差；⊿_ic为实际支座移动；α为线热胀系数；h为杆的截面高；λ为考虑剪应力非均匀分布的杆截面形状系数。