一种热振复合残余应力定位均化的方法，包含以下步骤：（1）基于工件材料的微观组织，建立细观几何模型；（2）检测工件的三维残余应力场；（3）依据（2）对（1）进行匹配，得到细观力学模型；（4）对工件进行热时效分析，建立温度场与残余应力均化的关系；（5）对工件进行振动时效分析，选取合适振型；（6）依据残余应力松弛条件及位错改变规律，确定合理的激振力；（7）对热-振复合时效进行仿真，优选热时效温度、激振力、激振频率、激振位置、支撑位置和工作时间等工艺参数。（8）利用（7）的参数对工件进行残余应力均化。本方法实现工件残余应力的定位松弛与全面均化，以便获得加工变形小、服役尺寸稳定和高疲劳寿命的工件。