В общем случае нагружения бруса в его поперечных сечениях будут возникать шесть внутренних сил: продольная сила N, поперечные силы 
и 
, изгибающие моменты 
и 
, крутящий момент 
. Поперечные силы на прочность вала не влияют, поэтому их эпюры не строят.
Рис. 
Продольная сила и изгибающие моменты связаны с нормальным напряжением, а крутящий момент с касательным напряжением. Покажем распределение напряжений в поперечном сечении вала.
Рис. 
Таким образом общий случай сложного сопротивления элемента конструкции есть сочетание нескольких простых сопротивлений: центрального растяжения-сжатия, плоского изгиба и кручения. Для элемента с круглым поперечным сечением опасная точка лежит на контуре сечения и находится в условиях плоского напряженного состояния, поэтому условие прочности составляется по теории прочности. Для пластичных материалов широко используется четвертая теория прочности.
