1、冷加工是常用的金屬材料強化方法。相比其他冷加工工藝，扭轉(zhuǎn)塑性變形具有強化效果充分，試件力學性能均勻，外形尺寸變化較小等優(yōu)點。因此，本文將其作為了主要的預應變方式。研究了不同的預應變方式以及不同的預應變參數(shù)對6063鋁合金力學性能產(chǎn)生的影響。結合理論分析和硬度測試，闡述了扭轉(zhuǎn)預應變對材料力學性能產(chǎn)生影響的內(nèi)在機理。主要內(nèi)容如下：
　　首先，通過拉伸、扭轉(zhuǎn)、壓縮等基本力學實驗，測試了兩種熱處理態(tài)6063鋁合金試件的原始力學性能。根據(jù)對

2、試件施加的載荷形式，我們設計了特殊的實驗試件。測試了6063鋁合金試件的多個力學性能數(shù)據(jù)，包括屈服強度、極限抗拉強度、斷后伸長率以及斷面收縮率。這些實驗數(shù)據(jù)將作為評價預應變試件力學性能改善情況的基礎。此外，根據(jù)測試實驗所得數(shù)據(jù)，選取了對試件進行強化的預變形參數(shù)。
　　其次，對若干6063鋁合金試件進行了不同的預應變處理，并利用后繼拉伸實驗測試了試件力學性能的變化。預應變處理方式包括：扭轉(zhuǎn)預應變、壓縮預應變，以及壓縮-扭轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)-壓

3、縮組合預應變。對預應變試件的后繼拉伸實驗結果表明，經(jīng)預扭轉(zhuǎn)變形以后，試件強度得到大幅度提升，而塑性有所下降。并且，隨著預扭角度的增加，強度更高，而塑性降低越劇烈。組合預應變試件的力學性能主要受到扭轉(zhuǎn)預應變的影響。壓縮-扭轉(zhuǎn)以及扭轉(zhuǎn)-壓縮這兩種不同的應變路徑，對試件力學性能的影響并沒有明顯差異。
　　再次，根據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)，通過理論分析和硬度測試探究了扭轉(zhuǎn)預應變對試件力學性能造成上述影響的內(nèi)在機理。研究結果表明，試件扭轉(zhuǎn)后其內(nèi)部形成

4、的以屈服強度為特征參數(shù)的梯度結構，是造成試件力學性能得到改善的根本原因。并且，扭轉(zhuǎn)不同的角度，材料內(nèi)部產(chǎn)生的梯度結構也是不同的。而不同的梯度結構對試件力學性能的影響則表現(xiàn)為后繼拉伸屈服強度隨預扭角度的增大而增大。硬度測試結果也證實了梯度結構是真實存在的。
　　最后，為了進一步驗證前述結論的正確性，利用有限元模型模擬了預扭應變試件的后繼拉伸加載過程。建立了由內(nèi)到外屈服強度逐漸變化的有限元模型，以此來代表具有梯度結構的預扭應變試件。模