振動時效裝置的作用是以上兩類時效方法綜合的結果，它不僅大量消除和均化成型內應力（降低成型內應力35-55%），而且還可以有效的提高構件的鬆弛剛度和抗動載荷變形能力。
振動消除應力實際上就是用周期的動應力與殘餘應力疊加，使構件局部產生塑性變形而釋放應力。這裡，殘餘應力是作為平均應力提高周期應力水平而起作用。
振動處理是對構件施加一交變應力，如果交變應力幅與構件上某些點所存在的殘餘應力之和達到材料的屈服極限時，這些點將產生塑性變形。如果這種循環應力使某些點產生晶格滑移，儘管巨觀上沒有達到材料的屈服極限，也同樣會產生微觀的塑性變形，況且這些塑性變形往往是首先發生在殘餘應力最大的點上，因此，使這些點受約束的變形得以釋放從而降低了殘餘應力。這就是用振動時效裝置可消除殘餘應力的機理。
振動時效標準
本標準按照GB/T1.1-2009給出的規則起草。
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本標準由中國機械工業聯合會提出。
本標準由全國鑄造機械標準化技術委員會(SAC/TC186)歸口。
本標準起草單位：濟南西格馬科技有限公司。
本標準主要起草人：湯小牛、劉久明。
一、等幅荷載反覆作用下金屬材料的應力與應變
圖21是將試件在材料試驗機上進行拉伸，當荷栽為變幅遞升多次反覆時的應力-應變曲線示意圖。從圖中曲線可見，材料的屈服極限在逐漸提高，殘餘變形再逐漸增大，最後導致破壞。而圖22是等幅（σ0＞σ0）重複荷栽作用下的拉伸曲線示意圖。σ0為重複荷載的幅值，σ0＞σ0從圖中可見，每次拉伸都使屈服點比前一次有所提高，滯後曲線面積減少，殘餘變形減少。經過若干次之後，殘餘應變為0，說明不在出現新的塑性變形，材料處於安定狀態。這正是振動時效裝置力學機理的靜態模擬。
二、振動處理過程中材料的應力和應變
振動處理是對構件施加一交變應力，而殘餘應力相當於平均應力而改變了總應力水平。但在交變應力作用下，殘餘應力是一個不穩定的力學量，在振動處理過程中逐漸下降，使總應力水平降低。從圖23中可以看到在振動處理過程中殘餘應力的變化情況，當材料受到等幅交變作用（ωc-ωB）時，如果材料已經屈服，則殘餘應力下降。設處理前的殘餘應力為σA，回線ACB是第一次交變循環時的應力和應變曲線。當總應力超過A點後，材料進入塑性直到C點。而C B又平行於彈性線，CB末端卻又偏離彈性線。這些現象都是由包辛格效應所致。經過一定次數的循環後應力和應變均處於穩定的回線上。如圖中曲線所示，殘餘應力由σA下降到σE而不再變化。
三、殘餘應力與作用應力關係的實驗研究：
實驗1：對薄板試件（SAE1070, 7.6X1.9X0.13cm）進行噴丸處理後,施加交變彎曲應力，使殘餘應力發生變化。其結果如表24所示。殘餘應力是用X射線法測定的。試樣２是噴丸處理的，試樣３-６是噴丸後又施加了交變應力。經高應力交變處理時，殘餘應力有明顯的下降。作用應力低則殘餘應力變化小甚至不變化。圖25是根據這些結果表示的交變應力作用下殘餘平均應力的變化規律。從圖中可見，當處於彈性極限直線所包圍的內部狀態時（例如試件３），即使有應力交變作用，平均應力也不變化。而試樣４-６在交變應力作用下，平均應力都將向彈性極限直線移動，這些都是在壓應力狀態下應力的變化情況。即使在拉應力狀態下，也仍然是如此，如圖中B點，在交變拉應力作用下向C點移動；在A點時，平均應力就不發生變化。這些都和圖23所反映的規律是一樣的，即作用應力和殘餘應力之和必須大於材料的屈服極限時，平均應力才能下降。
為了降低和均化構件內的成型內應力，保持構件的尺寸精度，生產上採用的方法大致可分為以下兩大類。第一類：使內應力大量消除，如熱時效（將構件加熱到520-550℃保溫一段時間然後緩慢冷卻至室溫）一般可以消除殘餘應力的50-80%。 第二類：提高構件的鬆弛剛度，而不大量消除內應力，如自然振動時效裝置和載入處理等。
振動時效優點：
振動時效技術與傳統的熱時效相比，具有以下優點：1、時效效果好。大量的研究和實際套用證明，振動時效對工件的時效效果好於燒煤、重油或煤氣的熱時效爐，而基本與電爐的時效效果相近，因為振動時效不僅克服了熱時效爐溫不均而造成消除應力不均勻之難題，而且避免了工件因加熱而降低其抗變形能力的影響，所以一般經振動時效處理的工件較一般熱時效處理的工件的尺寸穩定性可提高30%以上。2、靈活性強。振動時效技術的使用不受場地、工件大小、形狀、重量等條件的限制，由於振動時效設備只有幾十公斤，所以對大型工件可就地進行時效處理。同時根據工藝要求可安排在工件不同的加工工序間進行時效處理。3、徹底解決了熱時效爐窖的環境污染問題。隨著人們對環境要求的提高，熱時效爐窖的煙氣、粉塵、爐渣問題已受到限制，振動時效則能完全避免，這也是振動時效技術被國家環保局近幾年一直推廣的原因。4、投資少。振動時效設備的價格一般在6~10萬元左右，就能滿足幾百噸以下工件的時效處理，而對大型工件建造熱時效爐窖不僅需投資幾十萬，而且占地面積大，套用起來不靈活，如果工件少還不值得開爐、工件太大時又裝不進爐等。5、節能顯著。振動時效處理一個周下來只用幾度電，與熱時效比較起來其節能基本在95%以上。6、效率高。自然時效需經6個月至一年時間，熱時效也需要十幾至幾十個小時一個周期，而振動時效只需十幾分鐘至一個小時即可完成。7、特別適合不宜高溫時效的材料和零件的消除應力處理，如不鏽鋼件、有的金屬件、焊休後的機械零件等等。
