能量是指結構作功的能力。彈性結構在載入時產生變形，在解除安裝後又能恢復原狀，說明若不計動能和熱能的變化，荷載在結構上所作之功，將全部轉化成結構的變形勢能儲存於結構之內，因而在解除安裝過程中具有恢復原狀的能力，這是能量原理的依據。

中文名

能量原理

應用學科

物理

適用領域範圍

用能量法分析結構

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概念介紹

能量是指結構作功的能力。彈性結構在載入時產生變形，在解除安裝後又能恢復原狀，說明若不計動能和熱能的變化，荷載在結構上所作之功，將全部轉化成結構的變形勢能儲存於結構之內，因而在解除安裝過程中具有恢復原狀的能力，這是能量原理的依據。

分析結構在荷載、溫差等外因影響下所產生的應力、變形和位移狀態的基本原理之一。能量是指結構作功的能力。彈性結構在載入時產生變形，在解除安裝後又能恢復原狀，說明若不計動能和熱能的變化，荷載在結構上所作之功，將全部轉化成結構的變形勢能儲存於結構之內，因而在解除安裝過程中具有恢復原狀的能力，這是能量原理的依據。能量原理根據荷載作功過程中變形勢能的變化規律,建立起一系列極值條件，作為解題的綜合判據,從而避免直接解算大量偏微分方程，以簡化解題手續。

應用

用能量法分析結構,主要是尋求既滿足邊界條件,又同時滿足勢能為最小的位移函式或者餘能為最小的應力函式。對許多難於求得精確解的工程問題，可用下述各個能量原理以求問題的近似解答。因此，在分析複雜結構的靜力和動力問題中，能量原理得到廣泛應用。

研究內容

能量原理可從虛位移原理、虛力原理兩個側面研究。又根據勢能和餘能的變化情況,建立相應的極值條件,以解答具體問題，形成最小勢能原理和最小余能原理。

虛位移原理 也稱勢能原理、虛功原理。設結構在荷載作用下處於平衡狀態。假定由於任何其他原因，使結構從其平衡位置偏離一個任意微小的、為邊界約束條件所允許的虛位移(可以看作是真實位移的一個變分)，荷載在虛位移上所作的虛功，將等於其內部應力在相應應變上所積累的虛變形勢能。故虛位移原理可表述為:彈性結構平衡的必要與充分條件是，對於任意微小的虛位移,荷載所作的總虛功δW等於其內部所積累的虛變形勢能δU。即δU-δW=0。

最小勢能原理 設結構在P力系作用下處於平衡。在某一可能虛位移過程中,與Pi力相應的虛位移設為墹i,則由可能虛位移引起的荷載勢能變化為,將使結構