Para investigar los mecanismos detrás del efecto de la vibración ultrasónica en la deformación plástica de los materiales, se estableció el modelo de esfuerzo de flujo de Cr4Mo4V de acuerdo con la dinámica de dislocaciones y la teoría de activación térmica, que considera el efecto de la evolución de la densidad de dislocaciones en la deformación plástica bajo condiciones de vibración ultrasónica. Se analizó el efecto de la amplitud y la tasa de deformación en el esfuerzo de flujo ajustando los datos de esfuerzo-deformación obtenidos de una prueba unifactorial de tracción asistida por vibración ultrasónica (UVAT). Para investigar la influencia de la tasa de deformación y la duración de la vibración en el efecto acústico, se realizaron pruebas comparativas con y sin vibración para varias tasas de deformación. Los resultados mostraron que el esfuerzo de flujo disminuyó significativamente en la prueba de tracción con ultrasonido en comparación con la prueba sin ultrasonido, y el grado de reducción aumentó con el incremento de la amplitud. Además, se analizó la relación no lineal entre el efecto de ablandamiento acústico y la tasa de deformación. El resultado demuestra que la densidad de dislocaciones absorbe la energía de vibración ultrasónica, lo que resulta en deslizamiento y proliferación. Macroscópicamente, debido a una mayor susceptibilidad a la deformación plástica, la densidad de dislocaciones muestra un endurecimiento residual al final del ultrasonido. Finalmente, el error absoluto relativo promedio (AARE) entre los esfuerzos de flujo predichos y los resultados experimentales bajo tres condiciones ultrasónicas utilizando el modelo desarrollado fue del 4.49%, 1.27% y 5.64%, lo que probó la validez del modelo.