将机械振动施加到结构件上,可以降低材料残余应力、提高尺寸稳定性和结构件材料性能。为在铸、焊件上进行振动处理,改善其性能,本文开发了一套振动处理系统,并深入研究振动时效机理和振动焊接机理,以及铸造结构件和焊接件的性能在不同振动处理工艺下的变化。首先,针对振动处理工艺的需求,使用工控机、数据采集卡和交流电机等硬件设备搭建硬件平台,开发基于交流变频技术的激振电机调速系统,同时,通过C++&MATLAB混编的方式设计控制程序,并通过吊钩侧板焊接变形控制实验测试本系统。其次,以热应力角度确定的铸件残余应力形成机理为基础,使用应力应变和应力松弛理论解析了铸造结构件残余应力状态改善过程;从位错密度变化角度出发,推导出振动时效工艺对机械性能的影响机制。选择硅锰铸钢作为试验材料,深入研究振动时效工艺对铸造残余应力、铸件力学性能和显微硬度等方面的影响,分析了振动时效工艺改善铸造结构件性能的可靠性。然后,从温度应力和相变应力角度来分析焊接残余应力的形成,分析振动焊接改善接头应力状态的作用机理。使用CO2气体保护焊焊接多种尺寸规格下的Q235B板材,与此同时,使用振动焊接工艺和振动时效工艺处理焊接板。焊接成形、焊接变形和残余应力因振动的作用得到改善,得出了不同振动处理工艺在控制焊接缺陷上的优劣。最后,详细分析焊接接头在不同振动处理工艺下的机械性能、显微硬度和耐腐蚀性等特性的变化,从晶粒成形和材料组织角度解释了振动焊接下金属性能改善的现象,并分析了位错密度在不同振动处理工艺下的变化。