虚功原理应用于变形体系时，对于杆件结构，虚功原理可表达为：变形体系处于平衡状态的充分和必要条件是：对于任何虚位移，外力所做的虚功总和等于各微段上的内力在其变形上所做的虚功总和，或者简单地说，外力虚功等于内力虚功（也称变形虚功）。即

W外＝W内　（4－1）

对于平面杆件结构，杆件微段的变形可以分为轴向变形du、弯曲变形dφ和剪切变形γds。根据小变形假设，微段上的轴力、弯矩和剪力的增量dFN、dM和dFS在这些变形上所做的虚功为高阶微量，可略去不计，因此，对于整个结构而言有

式（4－2）为平面杆件结构的虚功方程。

上述变形体系的虚功原理对刚体体系也是适用的，由于刚体发生虚位移时，各微段不产生任何变形，所以内力虚功W内＝0，此时式（4－1）可写为

W外＝0 （4－3）

即外力虚功为0。可见刚体系的虚功原理只是变形体系虚功原理的一个特例。

虚功原理在具体应用时有两种方式：一种是给定力状态，另外虚拟一个位移状态，此时外力和内力都是真实的，而位移和变形是虚拟的，可以利用虚功方程来求解力状态中的未知力，等价于静力平衡条件，这种形式的应用称为虚位移原理；另一种是给定位移状态，另外虚拟一个力状态，可利用虚功方程来求解位移状态中的位移，等价于变形协调条件，这种形式的应用称为虚力原理。