本发明提供了一种沟槽式热管力学拉伸试样的制备装置及制备方法，包括：振动底座组件、电动丝杠组件、管材轴心定位夹紧组件和浇注型腔组件；所述电动丝杠组件和所述浇注型腔组件置于所述振动底座组件上，所述管材轴心定位夹紧组件置于所述电动丝杆组件上。本发明采用管材轴心自动定位夹紧组件、浇注型腔及振动散热底座组合布置的设计，通过各组件逐个实现管材自动同步夹紧，液体镶料的振动除气及流动液体加速镶料散热冷却及固化，既可提高制样的效率、试样的有效性及材料利用率，还可保证制备拉伸试样的两硬质夹头同轴且对称。