冷加工是常用的金属材料强化方法。相比其他冷加工工艺,扭转塑性变形具有强化效果充分,试件力学性能均匀,外形尺寸变化较小等优点。因此,本文将其作为了主要的预应变方式。研究了不同的预应变方式以及不同的预应变参数对6063铝合金力学性能产生的影响。结合理论分析和硬度测试,阐述了扭转预应变对材料力学性能产生影响的内在机理。主要内容如下:首先,通过拉伸、扭转、压缩等基本力学实验,测试了两种热处理态6063铝合金试件的原始力学性能。根据对试件施加的载荷形式,我们设计了特殊的实验试件。测试了6063铝合金试件的多个力学性能数据,包括屈服强度、极限抗拉强度、断后伸长率以及断面收缩率。这些实验数据将作为评价预应变试件力学性能改善情况的基础。此外,根据测试实验所得数据,选取了对试件进行强化的预变形参数。其次,对若干6063铝合金试件进行了不同的预应变处理,并利用后继拉伸实验测试了试件力学性能的变化。预应变处理方式包括:扭转预应变、压缩预应变,以及压缩-扭转和扭转-压缩组合预应变。对预应变试件的后继拉伸实验结果表明,经预扭转变形以后,试件强度得到大幅度提升,而塑性有所下降。并且,随着预扭角度的增加,强度更高,而塑性降低越剧烈。组合预应变试件的力学性能主要受到扭转预应变的影响。压缩-扭转以及扭转-压缩这两种不同的应变路径,对试件力学性能的影响并没有明显差异。再次,根据实验所得数据,通过理论分析和硬度测试探究了扭转预应变对试件力学性能造成上述影响的内在机理。研究结果表明,试件扭转后其内部形成的以屈服强度为特征参数的梯度结构,是造成试件力学性能得到改善的根本原因。并且,扭转不同的角度,材料内部产生的梯度结构也是不同的。而不同的梯度结构对试件力学性能的影响则表现为后继拉伸屈服强度随预扭角度的增大而增大。硬度测试结果也证实了梯度结构是真实存在的。最后,为了进一步验证前述结论的正确性,利用有限元模型模拟了预扭应变试件的后继拉伸加载过程。建立了由内到外屈服强度逐渐变化的有限元模型,以此来代表具有梯度结构的预扭应变试件。模拟所得材料力学性能随扭转角的变化趋势与实验结果基本吻合。由此验证了,扭转冷作硬化后,在试件内部产生的屈服强度梯度结构是造成试件力学性能发生变化的原因。