振动时效是用激振设备在构件残余应力集中处施加等幅交变循环激振力,构件在共振状态下获得较大的激振动应力,在某个方向上的合应力超过材料的屈服极限,该处会产生屈服变形,引起残余应力松弛并释放出来,使残余应力均匀分布[17]。这种方法不仅能有效地降低峰值残余应力,而且能使整体残余应力值下降。 
图 为金属材料受等幅交变应变 eB -eC 作用时 的应力应变曲线,图中 OA 为弹性载荷段,构件的 初始残余应力为 s A ,ACB 是第一次发生屈服变形 后的应力应变曲线。构件内的总应力超过屈服点而 发生变形,在 C 处残余应力沿弹性卸载荷线 CB' 下 降,经过 D 点后曲线偏离 CB' 至 B 点,完成一次交变应变循环。经过多次交变循环后,曲线循环稳定 为 C'E'BEC' ,此时残余应力由s A 减小至s E ,残余 应力减小至稳定的过程就是振动时效宏观机理的直观表示。
要消除或减小工件中的残余应力,必须满足以下条件: 要消除或减小工件中的残余应力,必须满足以下条件:
(1) 构件内部残余应力与激振器施加的激振动 应力叠加后的总应力应超过材料屈服极限。即s残 +s动 >ss ,其中:s残 为构件内部残余应力,s动为激振动应力,ss 为材料的屈服极限。
(2) 随着振动时效时间的增长,构件内部的残余应力会由于发生塑性屈服而下降。当残余应力降 低到与振动应力叠加后等于新的屈服极限时,构件 内的将达到平衡,使构件尺寸稳定性得到提高。
(3) 残余应力随时效振动的进行而降低,并最 终达到平衡,如果要继续降低s残 ,就必须增大s动 ,否则在构件达到平衡后的振动是无效的。
从微观角度来看,残余应力降低的本质是通过 某种微观或局部的塑性变形使构件中的弹性应变能逐渐释放的过程。构件晶体内有大量位错存在, 在循环应变下,位错克服阻力产生滑移,使晶体产 生微观塑性变形,残余应力的峰值降低,使构件原 来的内应力场发生改变,内应力降低并重新分布, 进而达到平衡。在振动交变应力的连续激励下,会 不断被激发出位错。随着不断对构件施加循环应 力,位错将会变得更加均匀,位错的移动,即晶体屈服的开始,此时材料开始发生塑性变形。上述过程将会使应力集中区的应力减小,残余应力的峰值降低。

图 为金属材料受等幅交变应变 eB -eC 作用时 的应力应变曲线,图中 OA 为弹性载荷段,构件的 初始残余应力为 s A ,ACB 是第一次发生屈服变形 后的应力应变曲线。构件内的总应力超过屈服点而 发生变形,在 C 处残余应力沿弹性卸载荷线 CB' 下 降,经过 D 点后曲线偏离 CB' 至 B 点,完成一次交变应变循环。经过多次交变循环后,曲线循环稳定 为 C'E'BEC' ,此时残余应力由s A 减小至s E ,残余 应力减小至稳定的过程就是振动时效宏观机理的直观表示。
要消除或减小工件中的残余应力,必须满足以下条件: 要消除或减小工件中的残余应力,必须满足以下条件:
(1) 构件内部残余应力与激振器施加的激振动 应力叠加后的总应力应超过材料屈服极限。即s残 +s动 >ss ,其中:s残 为构件内部残余应力,s动为激振动应力,ss 为材料的屈服极限。
(2) 随着振动时效时间的增长,构件内部的残余应力会由于发生塑性屈服而下降。当残余应力降 低到与振动应力叠加后等于新的屈服极限时,构件 内的将达到平衡,使构件尺寸稳定性得到提高。
(3) 残余应力随时效振动的进行而降低,并最 终达到平衡,如果要继续降低s残 ,就必须增大s动 ,否则在构件达到平衡后的振动是无效的。
从微观角度来看,残余应力降低的本质是通过 某种微观或局部的塑性变形使构件中的弹性应变能逐渐释放的过程。构件晶体内有大量位错存在, 在循环应变下,位错克服阻力产生滑移,使晶体产 生微观塑性变形,残余应力的峰值降低,使构件原 来的内应力场发生改变,内应力降低并重新分布, 进而达到平衡。在振动交变应力的连续激励下,会 不断被激发出位错。随着不断对构件施加循环应 力,位错将会变得更加均匀,位错的移动,即晶体屈服的开始,此时材料开始发生塑性变形。上述过程将会使应力集中区的应力减小,残余应力的峰值降低。