Выполнено комплексное исследование формирования остаточных напряжений и пластических деформаций в призматических образцах из сплава ЭП742 после ультразвукового упрочнения и их влияния на геометрические параметры бруса. Предложена феноменологическая модель реконструкции полей остаточных напряжений, выполнена проверка её адекватности экспериментальным данным при четырёх режимах упрочнения. Наблюдается соответствие расчётных и экспериментальных данных.