随着科学和生产制造技术的发展，机械加工朝着大型化、精密化方向发展，如何降低和消除工件中的残余应力，控制工件的变形，成为一个广泛关注的问题。在实际生产中，振动时效被证实是一种有效消减残余应力的工艺，其相对于自然时效和热时效具有适用性强、投资小、污染小、操作简单等优点，被广泛的应用于机械加工行业。然而在实际应用中，对于管和轴等中心轴对称结构使用一般的弯曲振动时效处理，应力消除效果不均匀，而且在制定振动时效工艺时缺乏系统的理论知识，生产中依靠经验选择工艺参数，这对于科学合理地使用这一技术带来极大不便，发挥不出振动时效的优势。本文从动态剪应力对振动时效效果的影响出发，应用有限元法，对焊接和振动时效过程进行了数值模拟；对以扭转振动方式的振动时效工艺参数的确定和动态剪应力在振动时效过程中对降低焊接残余应力的作用机理，以及振动时效效果的预测和评定进行了探讨。 　　本文以对接圆管为对象，采用有限元分析软件ANSYS建立三维有限元模型，应用生死单元技术模拟了焊接过程中温度场和应力场的大小及分布情况。应用动力学分析功能，对结构进行了模态分析和谐响应分析，在焊接模拟的基础上，结合模态分析和谐响应分析确定了扭转振动时效工艺参数。 　　在确定的几组工艺参数下，耦合焊接残余应力场进行振动时效过程的模拟，结果表明在动态剪应力作用下，焊接残余应力得到了降低和均化，而且振动时效对近焊缝区的应力消除效果明显，在保证材料疲劳强度的条件下，作用效果随着激振力的增加而增大，在激振力为4000N时应力消除率达到了15.6%；同时，对近焊缝区的应力均化效果也是最明显的，最大均化率达到37.9%。 　　本课题实现了焊接以及振动时效整个过程的数值模拟，在此基础上预测了振动时效对残余应力的消除和均化效果，可以为实际生产过程中焊接残余应力的预测以及振动时效工艺参数的确定和效果评判提供指导意义，为科学、合理、准确的应用振动时效技术提供参考价值。