振動時效處理設備零件內部的殘余應力是使其尺寸精度不穩定的主要因素。影響尺寸穩定性的不僅是殘余應力數值的大小，應力分布的均勻性也有著重大的影響。振動時效常被認為是消除工件殘余應力的一種有效方法，但一系列試驗研究證明，振動時效對均化殘余應力也有更明顯的作用。
通過實踐和試驗證明，振動時效對減少和均化殘余應力皆有著良好作用。這是由于振動過程中，工件受周期性附加動應力的作用，在應力集中處首先發生局部的塑性變形，繼而又在整體上發生較大的塑性變形。峰值應力處產生的塑性變形較大，而其它部位則相對較小。正是由于這種塑性變形導致了工件中殘余應力的降低和均化。
振動時效處理設備零件的變形不僅取決于殘余應力的大小和分布，還與松弛剛性和抗變形能力有關。振動時效不僅能夠減小和均化殘余應力，還可提高材料的抗變形能力。對振動處理后的工件進行加靜載和加動載試驗，可證實這一點。
試驗證明了振動處理的鑄件比不經時效的鑄件抗靜載能力提高30﹪左右，抗動載能力提高1~3倍，抗溫度變形能力也提高近30﹪。與經過熱時效的鑄件相比，振動件的抗靜載能力提高40﹪以上，抗動載能力提高70﹪。
工件經振動時效后抗變形能力的提高可用循環加載下工件材料彈性性能的提高來解釋。而振動時效實質上是對工件附加一種循環動應力。例如在5kg∕mm2動應力下的彈性模量提高10-20﹪，而在10kg∕mm2時提高30-50﹪。