虛位移原理涉及以下兩方面的基木概念:
1)虛位移是指約束所許可的座標(biāo)的微小改變量。它只是指約束所許可而并不一定是實(shí)際運(yùn)動(dòng)的真實(shí)位移,因此它和時(shí)間的變化無關(guān),為了強(qiáng)調(diào)虛位移是假想的座標(biāo)的瞬時(shí)改變量,它只要求符合約束,時(shí)間間隔內(nèi)真正發(fā)生的真實(shí)位移。為了研究問題方便起見,通常假設(shè)虛位移是無限小的,力在虛位移上的元功稱為慮功。虛位移原理有時(shí)也稱虛功原理。
2)為了便于虛功的計(jì)算,我們把作用于系統(tǒng)的力分為兩大類:把約束作用于系統(tǒng)的力稱為約束反力。例如限制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的約束面的反作用力,剛體內(nèi)部保持不變形的相互作用力和鉸接的約束力都屬于約束反力。除此而外的另一類力稱為主動(dòng)力。它在系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)或平衡中處于主導(dǎo)地位。例如重力、氣動(dòng)力等是外作用力,電磁力、彈性力等可能是系統(tǒng)的內(nèi)力,但它們都是主動(dòng)力。在分析力學(xué)中把力分成主動(dòng)力和約束反力,以區(qū)別于內(nèi)力和外力的分類方法。在約束反力中除摩擦力外都不做功。例如光滑面的約束,光滑鉸聯(lián)接,或者像剛體的內(nèi)力那樣由于沒有相對(duì)變形,這些約束反力都不做功。這種約束反力在虛位移上不做功的約束,稱為理想約束。
虛位移原理:在理想約束下,質(zhì)點(diǎn)系平衡的必要面充分的條件是所有主動(dòng)力在虛位移上元功之和等于零。