從宏觀角度來看，振動時效使零件塑性變形，降低殘余應(yīng)力，均勻化，提高材料的變形耐受性，無疑是零件尺寸精度穩(wěn)定的基本原因。振動時效的載荷試驗結(jié)果表明，振動時效部件的抗變形能力不僅高于未時效部件，而且高于用熱時效處理的部件。

在微觀分析中，振動時效可以看作是作為周期載荷應(yīng)用于零件的附加動態(tài)應(yīng)力。 在失準(zhǔn)、光柵滑移等金屬學(xué)理論中，振動時效處理過程實際上是在工件共振狀態(tài)下為工件各部位提供一定的動能。 如果該能量值與微觀組織自身原始能量值之和足以克服微觀組織周圍的形勢，微觀區(qū)域必然發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生殘馀應(yīng)力的扭曲晶格逐漸恢復(fù)平衡狀態(tài)，產(chǎn)生應(yīng)力。

在微觀分析中，振動時效可視為周期載荷施加在零件上的附加應(yīng)力。工程中使用的材料不是理想的彈性體，知道其內(nèi)部存在不同類型的微觀缺陷，鑄鐵中有很多切割不同形狀金屬氣體的石墨。因此，無論是鋼、鑄鐵還是其他金屬，在微觀缺陷附近都有一定程度的應(yīng)力集中。受到振動時施加在部件上的交變應(yīng)力與部件中的殘余應(yīng)力重疊。應(yīng)力疊加結(jié)果達(dá)到特定值后，應(yīng)力集中嚴(yán)重的部分將超出材料的屈服限制，塑性變形。這種塑料變形降低了這里殘余應(yīng)力的峰值，強化了金屬氣體。此外，振動對殘余應(yīng)力和殘余應(yīng)力重疊的代數(shù)和其他應(yīng)力集中嚴(yán)重的部位也起著同樣的作用，不會發(fā)生任何部位的塑性變形。此時，振動不再起到消除殘余應(yīng)力和強化金屬的作用。