在金属物理学中，振动时效过程本质上是金属材料内部晶体电位运动、增殖、栓塞识别、纠缠的过程。金属材料发生错误，零部件内部产生的交叉动态应力与内部残余应力重叠，应力高的区域出现错误的滑动，从而导致微小的塑性变形。错误的滑动在一个方向上累积成直线。微应变累积识别宏观量后，金属组织内残余应力较大处的电位堵塞交替开通，局部释放较大的残余应力，相应地元件宏观应力缓解，残余应力降至峰值，重新承受元件的原始应力场，终导致元件的残余应力堵塞，阻碍电位移动，随后机体加强，提高了元件的变形性，零件的尺寸精度稳定。
从宏观角度来看，振动时效使零件塑性变形，减少和平均残余应力，提高材料的变形耐受性，无疑是零件尺寸精度稳定的基本原因。分析了残余应力松弛和零件变形，发现残余应力的存在和不稳定性导致应力松弛和再分配，使零件发生塑性变形。因此，为了消除和减少残余应力，特别是危险的大应力，通常好在热时效法。振动时效也能降低残余应力。零件振动处理后，残余应力通常可以降低到20-30%，有时可以降低到50-60%，还可以降低峰值应力，使应力分布均匀。
除了残余应力值外，决定零件尺寸稳定性的另一个重要因素是松弛刚度或零件抗变形能力。 虽然零件有很大的残馀应力，但由于抗变形能力强，有时不会引起大的变形。 在这方面，振动时效也表现出明显的作用。 振动时效的载荷试验结果表明，振动时效构件的抗变形能力不仅未时效的零件，而且经热时效处理的零件。 振动会强化材料，使零件的尺寸精度稳定。
从微观上分析，振动时效可以看作是以循环载荷形式施加在零件上的附加应力。 众所周知，工程中采用的材料并不是理想的弹性体，其内部存在不同类型的微观缺陷，铸铁中还存在大量切割不同形状金属机体的石墨。 因此，无论是钢、铸铁还是其他金属，其中微观缺陷附近都存在一定程度的应力集中。 受到振动时，施加在部件上的交变应力会与部件中的残馀应力重叠。 当应力叠加结果达到一定数值时，在应力集中严重的部位会超出材料的屈服极限发生塑性变形。 这种塑性变形降低了这里的残馀应力峰值，强化了金属基体。 并且，振动对残馀应力和残馀应力叠加的代数以及其他应力集中严重的部位也有同样的作用，直到不再发生任何部位的塑性变形。 此时，振动不再产生消除和均衡残留应力、强化金属的作用。
时效技术大盘点
消除残余应力的技术称为时效技术，一般包括自然时效、热时效以及振动时效。
1、自然时效
自然时效是将工件长时间置于自然条件下，比如露天、海洋等场所，利用昼夜的温差和复杂多样的“环境震荡”，使金属发生缓慢、细微的收缩和膨胀，经长期积累得到释放残余应力的目的。自然时效对应力的均化效果较好，但其周期长、效率低且占用场地大，难以适应现代生产需要。
2、热时效
热时效是在合适的温度下，对工件进行退火或回火处理，可以很好地起到消除残余应力的目的。作为传统工艺，热时效能够很好地对工件中残余应力进行消除，并能一定程度上改善材料特性。然而，热时效需要的加热炉，费用高(通常1～1.2万元/m2)，能耗高，生产成本高，污染大。并且炉内温度不均匀，容易产生新的变形和二次应力。
3、振动时效
振动时效技术起源于对锤击法消除构件局部残余应力的实践摸索，早于1906年由美国物理学家J.W.Stratt提出并取得专利，发展至今仅有百余年历史。有别于传统热时效，振动时效的宏观机理是通过动应力与残余应力的叠加大于材料的屈服极限，是一种非热的残余应力消除与均化方法，不产生氧化皮与热变形的同时，具有能耗低、占地小、时间短，对处理材料的限制少等特点，因此具有可观的经济效益与应用价值。
振动消除应力简称VSR(Vibratory Stress Relief)，它是利用一受控振动能量对金属工件进行处理，达到消除工件残余应力的目的。国内外大量的应用实例证明，振动时效对稳定零件的尺寸精度具有良好的作用。然而，对于振动时效稳定尺寸精度的机理，迄今为止尚无系统的、满意的解释。
亚共振技术存在的问题
(1) 对支撑点、激振点、拾振点及方向有严格要求，需要不断的扫频、调整位置。所以由受过培训的人员操作设备，一般的工人即使受过培训也很难掌握这项技术;工件在单件生产时调整相当繁琐，拾振点、支撑点很难调到佳状态，一种工件就需要制订一种工艺;人为地确定需处理共振峰，这对操作者的经验要求也比较高;
(2) 因为是通过扫频的方式寻找共振峰，而电机的转速是有限的，当工件共振频率超出激振器的频率范围时，通过扫描就无法找到工件共振频率，因而无法对工件进行有效的振动处理。国家相关数据统计亚共振技术可处理的工件在机械制造业覆盖面仅为23%。
(3) 有效振型较少，振动时效的应力消除不稳定，应力的消除不能达到佳的结果;
(4) 噪声过大也是难以推广的主要原因。
在21世纪初一种新的振动时效技术在中国出现了，她摒弃了原有振动时效技术攻关方向，辟蹊径，从另外一个全新的角度，去诠释振动时效的价值。突破了原有的技术瓶颈，迎来了振动时效应用的一个全新时代。因为其找频方式与处理频率，被称为频谱谐波技术。频谱谐波技术不再沿用原有的扫频方式，而是通过对工件进行频谱分析找出工件的几十种谐波频率，在这几十种谐波频率中优选出对消除工件残余应力效果佳的五种不同振型的谐波频率进行时效处理，达到多维消除应力提高尺寸精度稳定性的目的。频谱谐波方式不论工件大小、频率刚性高低、材料特性均能找出五种不同振型的谐波峰。不受激振器的转速范围限制，对激振点和拾振点无特殊要求，能够处理亚共振无法处理的高刚性高固有频率工件，能够满足对尺寸精度要求高的工件，振动噪音低，在机械行业的覆盖面已达到近。处理的转速全部在6000RPM以下，也解决了亚共振设备噪音大的问题。
振荡时效的本质是以振荡的形式给工件施加附加应力,当附加应力与剩余应力叠加后,达到或材料的屈从极,工件发生微观塑性变形,然后下降和均化工件内的剩余应力,并使其尺度精度达到稳定。
金属工件在铸造、锻压、焊接和切削加工和使用过程中，由于受热冷、机械变形效果，在工件内部发生剩余应力，致使工件处于不平稳状况，下降工件的尺度稳定性和机械物理性能，使工件在执役过程中发生应力变形和失效，尺度精度得不到。
振荡时效的焊接技能运用在各行各业的表现，振荡时效设备技能的不断开展、经济效果日益显着，使用范围不断扩大。能充分习惯现代工业社会对动力和环保的要求，将会取得更广阔的开展空间。