振动塑性成形是指在金属加工过程中,对被加工材料或加工工具施加一定方向、一定频率和振幅的振动,来改善工艺效果、提高产品质量的工艺过程。研究发现,振动可以降低材料流动应力、降低工件与模具之间的摩擦力、改善工件成形质量,还能在一定程度上提高材料的成形极限,这有利于一些高硬度、高强度及难成形材料的成形。利用振动塑性成形来提高铝/镁合金等轻合金材料的塑性成形性能,将成为塑性加工的一条新途径。本文以振动拉伸和镦粗为研究对象,通过实验和数值模拟相结合的方法,研究了振动对材料变形行为的影响规律,主要工作包括：超声振动金属塑性成形系统组成及基本理论的分析与总结、6063铝合金高频振动拉伸与镦粗实验、高频振动拉伸与镦粗过程的数值模拟分析等。首先介绍了超声振动金属塑性加工系统的组成及各部分在成形过程中的作用,重点对超声波发生器、换能器、变幅杆这三个核心部件的功能、特点及工作原理进行了详细描述。总结了目前研究中关于体积效应的三种主要的理论模型：基于非局部理论的超高频振动塑性加工材料的本构模型、基于应力叠加原理的低中频振动塑性加工中体积效应的弹粘塑性模型以及在弹粘塑性模型基础上建立的粘弹塑性模型。阐述了非局部摩擦的理论模型,并分析了其在振动表面效应研究中的应用。进行了6063铝合金振动拉伸实验,将频率15kHz、最大振幅为5.39μm的高频振动叠加到铝合金的室温拉伸过程中,研究了振动参量、激振时间对拉伸过程中成形载荷、材料流动应力、抗拉强度、延伸率、断口形貌及微观组织、失效形式的影响规律,揭示了振动的体积效应对拉伸成形的作用效果和作用机制。利用ABAQUS软件对高频振动铝合金拉伸过程进行数值模拟,研究了振动拉伸试样内应力分布特征、应力振荡特征,分析频率、振幅等振动参量对应力叠加和声学软化的影响规律,阐述了振动的体积效应的内在机理。进行了6063铝合金的无振动镦粗和振动镦粗实验,研究了振动对铝合金镦粗成形中成形载荷、材料流动应力、最大变形量、工件表面质量及微观组织、工件纵切面微观组织等的影响,以及高径比对振动效果的影响规律,解释了振动镦粗过程中体积效应和表面效应对材料成形的影响效果及作用机理。结合ABAQUS数值模拟的结果,重点探究了振动降低镦粗界面摩擦、改善工件表面质量、细化材料晶粒的作用,揭示了体积效应和表面效应共同存在时,振动参量对镦粗成形的影响规律和机理。