机械零件在不同的外力作用下，将产生不同形式的变形。主要的受力和变形有如下几种：  
1、拉伸与压缩  
这类变形形式是由大小相等，方向相反，作用线与杆件轴线重合的一对力引起的，表现为杆件的长度发生伸长或缩短[图3-1（a、b）]。如起吊重物的钢索，桁架的杆件，液压油缸的活塞杆等的变形，都属于拉伸或压缩变形。在工程中经常见到承受拉伸或压缩的杆件。例如紧固螺钉[ 图3-2(a) ], 当拧紧螺帽时，被压紧的工件对螺钉有反作用力，螺钉承受拉伸；千斤顶的螺杆[ 图3-2(b) ] 在顶起重物时，则承受压缩。前者发生伸长变形，后者发生缩短变形，直杆沿轴线受大小相等、方向相反的外力作用，发生伸长或缩短的变形时，称为直杆的轴向拉伸或压缩。本章只讨论直杆的轴向拉伸与压缩。  
若把承受轴向拉伸或压缩的杆件的形状和受力情况进行简化，则可以简化成图3-1 所示的受力简图。图中用实线表示受力前的外形，虚线表示变形后的形状。  
 2、剪切  
工程中经常见到承受剪切作用的构件。  这类杆件受力的共同特点是：在构件的两侧面上受到大小相等，方向相反，作用线相距很近而且垂直于杆轴的外力的作用。在这样的外力作用下，杆件的主要变形是：以两力 间的横截面m—m为分界面，构件的两部分沿该面发生相对错动。构件的这种变形形式称为剪切，截面m—m称为剪切面，剪切面与外力的方向平行。当外力足够大时，构件将沿剪切面被剪断。只有一个剪切面，称为单剪，同时构件受压，两侧还受到其它构件的挤压作用，这种局部表面受压的现象称为挤压。若压力较大，则接触面处的局部区域会发生显著的塑性变形，致使结构不能正常使用，这种现象称为挤压破坏。  
联接件除了受剪切和挤压外，往往还伴随有其它形式的变形。例如，弯曲或拉伸变形。但由于这些变形相对剪切和挤压变形来说是次要的，故一般不予考虑。  
这类变形形式是由大小相等，方向相反，作用线相互平行的力引起的，表现为受剪杆件的两部分沿外力作用方向发生相对错动。机械中常用的联接件，如键、销钉、螺栓等都产生剪切变形。  
3、扭转  
这类变形形式是由大小相等，方向相反，作用面都垂直于杆轴的两个力偶引起的。表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。汽车的传动轴，电机和水轮机的主轴等都是受扭杆件。在垂直于杆轴线的平面内有力偶作用时，杆件将产生扭转变形，即杆的各横截面绕杆轴相对转动。 
杆的扭转变形具有如下特点：  
受力：在杆的两端垂直于杆轴线的平面内作用着两个力偶，其力偶矩相等，转向相反。  
变形：杆上各个横截面均绕杆的轴线发生相对转动。任意两个横截面之间相对转过的角度称为相对扭转角。  
在工程中经常遇到扭转变形的构件。例如驾驶员的两手在方向盘上的平面内各施加一个大小相等，方向相反，作用线平行的力 ，它们形成一个力偶，作用在操纵杆的 端，而在操纵杆的 端则受到来自转向器的反力偶的作用，这样操纵杆便受到扭转作用。
4、弯曲  
这类变形形式是由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等，方向相反的力偶引起的，表现为杆件轴线由直线变为曲线。工程中，受弯杆件是最常遇到的情况之一。桥式起重机的大梁，各种心轴以及车刀等的变形，都属于弯曲变形。受力后这些直杆的轴线将由原来的直线弯成曲线，这种变形称为弯曲。以弯曲变形为主的杆件通常称为梁。  
还有一些杆件同时发生几种基本变形，例如车床主轴工作时发生弯曲、扭转和压缩三种基本变形；钻床立柱同时发生拉伸和弯曲两种基本变形。这种情况称为组合变形。