本发明公开了一种塑料振动加工与样品成型一体化试验设备及方法，设备包括液压动力系统、振动动力驱动系统、试验台、活塞组件、中心模具、可视化装置、控制系统等；本发明将振动等场量作用与模具样品成型相结合，集剪切、加压、振动以及样品加工成型功能于一体，不同于传统流变仪局限于聚合物的流变特性研究，可避免试验腔内物料被拿出时塑料混合结构形态的变化，直接在线监测微结构，或者直接模具成型得到检测样品；本发明不仅能够实现聚合物动态及稳态流变特性检测，同时还能够用于多元场量作用下多种聚合物体系微结构形态研究，以及加工性能与工艺条件之间的影响规律研究，可广泛应用于材料、化工、制药、涂料、食品、建筑等行业。