振动时效工艺的制定主要是最佳振动参数的选择。而最佳参数应以消除残余应力量值最多为标准，因此振动时效工艺是用残余应力消除的多少来检验其好坏的。但是，残余应力的测试在现场进行往往有一定困难，因此，在实际的工艺制定时，多数是用结构动态参数的变化来监测。大量的实验已证明随着残余应力的变化，结构动态参数也在做相应的变化。因此可以用易于测试的动态参数的变化来检验振动时效工艺参数选择的好坏。
1.振动处理工艺的制定过程
振动处理是将构件用相应的弹性物体支承好，其支承位置应尽量选在构件共振时的节线处。再将激振器刚性地固定在离节线稍远的位置与控制系统连接好。调整激振力的档级，开始应放在最小位置为宜。根据初步估算或经验找出动应力较大的一些点打磨并贴上电阻应变片与动态应变仪相连接。在残余应力较大的点上打磨，并用X射线法或磁应力法测其振动处理前的残余应力量值。
上述准备工作完成之后，开始进行振动处理工艺的参数选择：打开控制器开关，使激振器处于最低转数，打开记录器、动态应变仪等仪器开关。逐渐调整激振器的频率旋钮(或自动选频按键)，同时观察记录器上画出的曲线。当构件出现共振现象时，振幅-频率将出现一个波峰，动应力曲线也将出现一个最大值。一直扫频到控制器的额定频率时，由上述曲线可以观察到在设备允许的范围内构件可出现的共振次数及其共振频率和在共振的情况下动应力的最大值。
在共振的同时，要注意观察构件的振型，以调整支承位置到节线上。在停机后可再适当调整激振器的位置，以使构件产生最大的振幅。这些均需反复进行。再根据动应力测试的结果来调整激振器激振力的档级。一般来说，对于铸件要求动应力为20MPa至50MPa，而焊接构件可以达到70MPa至150MPa，根据这些和观测到的应力曲线来选择激振器的档级。
支承点位置、激振器激振力档级调整好之后，开始进行振动时效工艺处理。将控制器调到构件的共振频率上使其共振，同时进行时间-振幅曲线的测量，以观测振动时效的效果。经30分钟的处理，振幅-时间曲线变平。这时降频到初始频率后再进行第二次幅频特性扫描，即可在同一记录纸上得到两条幅频特性曲线。对比两条曲线的区别是共振频率下降、共振峰左移、峰值升高。
停机后可进行效果检验，在振动处理前各残余应力测点上重新进行测量。视其减少的量值而算出消除比例。并可进行尺寸精度保持性(包括抗静、动态荷载的变形能力)的检验。如果这些都达到要求指标，即可根据上述测得的振动时效参数(激振力档级、激振器位置和方向、支承和加速度传感器的位置、激振频率和激振时间等等)而制定出生产工艺来。
2.一些具体技术问题
(1)激振器的选择
构件振动时效的效果主要取决于激振参数是否正确，它包括激振力、激振频率两个参数。对于不同的构件所需的激振力和激振频率是不同的，因此产生这两个参数的激振器的性能必须满足要求，根据振动时效工艺的要求，激振器应满足下列条件：
(a)激振力要足够大并能够调节。目前国内外生产的设备的激振力一般在2吨左右，最大为3.5吨，均是停机后分级调整。而国内正在研制的无级可调激振力的振动时效装置，可在运转过程中连续调节激振力。
(b)激振器应有较宽的频率范围，这样可以使更多的工件在其固有频率下产生共振。并要求激振器的频率能够连续可调，这样就可在振动处理时进行幅频特性曲线的绘制。
(c)在振动处理过程中要有足够的稳频精度和实现频率的微调，以保证构件能够稳定地在共振状态下进行振动处理。特别是对一些铸件，振动处理后固有频率变化很小。(如C620，2米床身铸件振动处理后频率下降小于1Hz)，也应能画出较准确的幅频特性曲线用以检测。对于阻尼小而共振频带较窄的构件来说，只有保证很小的稳频精度才能使其处于共振状态下进行处理。
(d)要求体积小，轻便、系统配套齐全，如DLHY系列智能型振动时效系统配套性能好，其中由控制系统，激振器、专用夹具与减振垫、打印机等，现场应用十分方便。
(2)关于构件的支承
一般来说，支承应尽量放在构件振动的节点(线)处。节点即在共振状态下构件自身的振幅值为零的点。这样就可保证构件与支承间不产生相对振动而撞击，也不产生噪音，更不会使构件滑动而造成加速度信号不稳定。
节点的位置与构件的结构刚度有关，事先可进行估算或凭经验估计出节点的大致位置，将支承放好，当试振达到共振时，可用砂粒调动法来寻找节点(线)，或用手摸寻找节点(线)。在保证构件振动平稳的情况下，应尽量减少支承的数目，使系统的阻尼减少而提高构件自由振动的参数和处理效果。
根据结构振动理论来事先分析一下结构的各阶振型，对于确定支承位置是有帮助的。但是由于构件的结构型式复杂，刚度分布不均，因此大多数构件的振型与梁或板是有区别的。
齐齐哈尔第一机床厂理化室根据多年的实践经验总结出了工件支承的方法：
当工件的长与宽之比大于3，长与厚之比大于5时，则认为工件是梁型。可按自由支承方式分别在距两端2/9处用两个橡皮垫支承或一端两个而另一端一个。
当长宽相近(但长大于宽)，且长与厚之比大于5时，可认为构件为板型。可在1/3长度等分处放四个支承(每个等分处放两个橡皮垫)。
当工件为圆型，且直径与厚度之比大于5时，则认为是圆形板，以四点支承为佳。支承位置在互相垂直的二直径的端部。
当工件的长宽高之比接近于1，一般来说此种工件的刚度很大，可根据结构刚度的分布找出最弱的一面做三点支承。也可采用其它特殊处理方法。
当工件的长与宽、长与高之比很大时，且刚度很弱，应考虑采用高阶振型激振。则可根据所选共振阶数来确定支承位置。为了提高处理效果，对于刚性较弱的构件也可将其一端用绳吊起使整体悬空进行振动处理，其效果更佳。
总之，支承位置是否正确，是影响振动处理效果的一个重要因素。
(3)激振器的固定位置和方向
激振器是对构件施加激振力的设备，因此必须放置在使构件易于振动的位置上，一般来说以安装在构件振动的波峰处，尽量离节点远些，由於构件结构刚度不同激振器安放不同位置效果也不同，故可通过反复调整位置来观察振幅的变化。为避免局部结构较弱处引起破坏，建议先从刚度较强的位置上安装调试为宜。
目前大多数振动处理均采用弯曲振动，因此易使上下表面的残余应力得以释放而两侧面效果较差。为此，若将激振器偏心块的旋转平面与弯曲振动平面成一个小的角度 (10°~20°)，这样就会在振动处理时，构件既有垂直的弯曲振动又有一扭曲振动，将会使应力消除效果更好一些。
(4)动应力的测试技术
由前节所述，对构件附加的应力—动应力，是使构件残余应力消除的必要条件，但只有当动应力与构件内的残余应力之和大于材料的屈服极限，才能出现塑性变形而释放应力。但是动应力如果太大，又有可能使构件损坏。因此在振动处理时，必须把动应力控制在一定范围内才能保证有较好的效果而不破坏。因此在振动时效工艺的制定过程中，必须进行动应力的监测。
(a)测点的选择
振动时效工艺中动应力测点的选择可根据其目的来确定：残余应力最大点(如焊缝处)要进行动应力的监测，目的是看要消除应力的主要点是否达到所需的动应力量值;结构应力集中点(结构尺寸突变点或有缺陷点)要进行监测，目的是控制激振力的大小，以免振动处理时造成结构的破坏。
(b)动应力测试
动应力的特点是应力(或应变)随时间在变化，因此动应力的测试就是要把动应力随时间变化的曲线测试出来。
电阻应变片：它是一种传感元件。将它贴在被测点上，即可随同被测点一起变形而产生与被测点同样的应变。这个应变值使应变片上的敏感栅产生一定的阻值变化，而改变了电流的输出量。所以应变片就是将非电量的应变值转换成电量变化输出的传感元件。由于应变计的电阻变化率与构件被测点的应变成正比
式中 R为应变片敏感栅的原始电阻值;
R为应变片产生应变
后电阻值的变化量值;
为被测点(或应变计)产生的应变;
K为应变片的灵敏系数，为常数。
因此可知，测量动应力首先要测量动应变，然后根据动应变的大小来计算动应力。
(5)激振频率的选择
目前，大多数的振动时效工艺均采用一阶共振频率，因此必须对构件的固有频率进行测试。构件固有频率的测试设备很多，其中动应力曲线测试就是一种。而国产的激振设备，本身就有一套测振系统。它包括加速度传感器、放大器和记录器仪。
将加速度计固定在构件振幅较大处，开机以后进行自动的幅-频特性扫描，从记录器画出的曲线上就可以查到共振频率。在振动处理一些大型构件时，其幅频特性曲线上可能出现几个共振峰。一种情况可能是由于构件总体刚度较弱而在设备的使用频率范围内构件出现多阶总体共振，这时的共振峰往往是有规律的从大到小，是一、二、三……阶共振频率。另一种情况是总体刚度较强而局部刚度较弱，因此出现的共振峰有大有小，这往往是一阶总体共振与局部共振交叉出现的波形。前者往往出现在梁型铸件上，而后者往往出现在大型板材焊件上。
对于只出现一阶共振的构件，激振频率要选用振动处理后构件的固有频率，以保持振幅随共振点的下降而逐渐增大。这时测出的振幅-时间曲线为上升型，观测明显。如图2.11所示。
对于出现多阶共振的构件(包括局部共振)，为使残余应力消除的均匀，应使用多阶共振频率进行振动处理。即每个共振峰各处理一定的时间，但应以主共振为主适当地多振一些时间为宜。
金属构件残余应力调整的必要参数是动应力而不是频率。就是说静载、冲击、振动荷载均可起到消除残余应力的作用。但是共振频率起到了放大动应力的作用;起到了加速残余应力消除的作用。从振幅-时间曲线可见，残余应力变化最快的是在最初几分钟内。后来曲线变平，说明如不改变激振应力，残余应力将不再发生变化。这说明振动处理效果与频率的关系是时间(或次数)的关系。
(6)监测参数的选择
一项振动时效工艺是否成功，其最后的检测方法是残余应力的变化率和精度保持性的测试。但在振动处理过程中采用上述两种参数是不可能的，它是需要长时间和复杂的测试过程。但在实际生产上控制振动过程往往采用幅频特性曲线扫描法和振幅-时间曲线测试法来实现的。
(a)幅频特性曲线扫描法
在振动处理过程中随着残余应力的下降，构件的内阻尼减小，所以在幅频特性曲线上所表现出的是固有频率下降，如图2.18中所示
变为
。共振峰的峰值增高，频带变窄。振动处理前测得的幅-频特性曲线和振后的幅频特性曲线对比可求出各参数的变化量
，
和
。经过多个试件处理可把这些变化时的统计值确定下来。这样就可在生产应用时进行监测。
如果生产中所得的参数变化与已确定的数值相近，说明振动处理的效果已达到。如果远远偏小，说明效果欠佳，尚需在激振参数(主要是激振力)上做适当调整，或支承方式需做调整。如果所测值远远偏小，应仔细检查被处理构件是否存在初始裂纹。
总之，幅-频特性曲线监测法是国内外普遍采用的较为成熟的方法。
(b)振幅-时间曲线监测法
幅-频特性曲线是在振动处理的前后进行的。且频率在不断地改变。有时为了获得更好的曲线还需将激振力调到最小(偏心最小的档级)。而采用振幅-时间曲线监测法，是在激振情况下，保持频率不变的同时画出振幅随时间变化的曲线。这要比前一种方法更为简单，它既可以通过振幅的变化来控制振动处理的有效时间，又可通过振幅的变化量值来监测残余应力的变化情况。
上述两种方法在国外的设备中无法同时实现，而国产的设备，由于采用微机自动控制，已实现全部工艺过程自动化而自动绘出所需曲线供观察。
(7)振动处理效果的检验
振动处理的效果检验可根据被振动构件应用振动时效的目的而确定其方法。大多数铸件振动时效的目的往往是要提高其抗变形能力及尺寸精度的稳定性。而焊接构件多数是要求降低焊接残余应力的峰值，来提高其使用强度和防止微观断裂裂纹的发生。因此可根据上述的目的进行检验以确定振动时效工艺的可行性。
(a)测量残余应力的变化
用振动处理之前残余应力值和振动处理后同一测点上残余应力的对比，即可算出残余应力下降的百分比。通过多点测试可看出残余应力的均化程度。再与热时效处理的构件相比较，即可看出振动时效工艺的真实效果，以鉴定其可用性。
振动时效中所采用的残余应力测试技术，有钻孔释放法、X射线法、磁应力法等等。
其中磁应力法使用简单、快速、适于振动时效对同一点的随时检测。此外还有应变跟踪法也可实现残余应力的快速检测。它是先在未振试件上进行钻孔法的残余应力测试，确定其应力水平，再在同样试件相同点上打磨光后贴上三向直角应变花，再将所有测点的全部应变片连接到静态应变仪上，并通电调零，关掉电源后即开始振动时效处理。最后再次测量各应变片的应变值，并根据公式计算出释放应力。释放应力与原始残余应力的比值，即为残余应力消除的百分比。
(b)尺寸精度稳定性的检验
尺寸精度稳定性是根据对构件精度的测量来实现的。它包括两方面内容：一方面是观测构件尺寸精度随时间而发生的变化时，与热时效或精度允差相比较;另一方面是要观察构件在静、动荷载作用后的尺寸精度变化量，同样与传统工艺(热时效)相比，以鉴定振动时效工艺的可行性。
观测精度随时间的变化量，应将振动处理和热处理的两种相同的构件做同样的支承，放在相同的条件下(最好是室内)，并能保证在各次测量时温度相同。可每半个月进行一次精度检验，也可称做变形量或翘曲量的测量。测量仪器可采用电子水平仪、合象水平仪等同种精度的测量仪器。测量时可沿长度方向分若干测量段，用仪器测出各段的直线度。经计算得到如图所示的折线。
静态放置的尺寸精度保持性检查需要的时间长，要求条件高，但比较可靠。
在荷载作用下的构件精度保持性测量，是在未加荷载前将构件支承好，按前述同样的方法测出其直线度误差。然后对构件施加静(动)态荷载，卸载后按同样条件进行再次的直线度误差测量，即可求出其变化量。这种方法比起静置测量法要快速、简单，易于说明振动时效的效果。
振动时效效果的检验是对振动时效可行性的鉴定，因此必须有大量的对比性数据。尺寸精度检验应对同一种构件做批量的测试，然后与经同样测试的热时效件加以对比，或者与规定的精度允差相比较以确定工艺的可行性。而对于残余应力测试结果的分析，因残余应力分布的随机性较大，振动处理调整残余应力是不相同的，因此只有多选测点才能说明残余应力下降的总水平和规律。然后再与热时效的结果相比较，或者用振后残余应力与设计时的工作应力叠加应小于其许用应力。即
σ残+σ工作≤[σ]
式中 σ残为振动剩余残余应力
σ工作为设计时的工作应力
[σ]为设计时规定的许用应力。
3.生产型振动时效工艺卡
振动时效工艺研制的过程是比较麻烦的，所需设备也比较复杂，其目的是为确定振动时效的各种参数。而生产型工艺是在上述基础上总结出的具体工艺的操作过程，它只要求操作者严格按着规定的程序去工作。因此振动时效工艺研制到最后要绘出生产型工艺卡片。它规定了某种构件的支承方式、激振器装卡位置与拾振器固定位置、激振频率、偏心块档级等等。而开机后振动处理过程都可由自动控制的振动时效装置来自动完成。
