振动时效是应用循环加载方法，通过动应力和残余应力迭加，峰值应力区材料屈服，应力均化，结构应力峰值下降，材料强化等效应，使结构的弹性工作区域加大，以达到尺寸稳定性上升的效果。振动时效与热时效在去应力机理上有明显的区别，其特点是：(1)从宏观上看当动应力和残余应力方向一致，且迭加值大于屈服应力时，金属产生塑性变形，当动应力去除后，残余应力峰值下降，结构应力均化。另一方面，结构应力集中部位，包括几何形态变化较大的部位，以及缺陷部位，当外载引起的局部应力大于屈服应力时，金属产生塑性变形，当外载去除后，该部位形成一个塑性变形强化保护区，从而提高了结构的抗变形能力。(2)材料组织上的非均匀性造成受载时的应力不均匀性，即微观的应力集中，其应力集中系数往往为几至十几。当外应力大于10MPa时就可以出现微观的屈服现象。振动时效时正负方向的交变应力可造成非封闭的包辛格效应应力应变回线，这种非封闭应变积累结果可使材料得到一定残余变形量，导致低动应力条件下的时效效应。(3)动应力可以引起位错的增殖和位错的移动，由于大量位错在晶界和杂质上的聚集而造成的位错钉扎作用，使位错的再运动和滑移的阻力增加。因此金属的屈服点上升，内耗下降，以至于刚度即抗变形能力增加。(4)动应力加大了晶格内的动能，使原子振动更加剧烈，能量大的原子与周围原子相互作用，纠正了晶格畸形和扭曲，其积累产生的微观塑性变形也可以使峰值应力降低一定幅度。
振动时效去应力效果与动应力大小及作用时间有关。图3是碳素结构通过340余次试验获得在不同动应力下的表面应变迁移曲线，动载是峰值为定值的单向脉动拉伸应力，N是低应力区振动释放应力。它反映了试样在动载下塑性应变积累量，与残余应力的下降量相关，其表明当动应力大于10MPa就可以出现去应力效果，且动载的前期效果远优于后期，如图3中前100次加载已达到200次加载总效果的90%。这表明在振动动应力足够大时无需太长的振动时间，本研究提出200~100000周振动次数作为实际加载次数，实际作业中可以(5~15)min作为工艺时间。
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