高压扭转(HPT)是一种成功、有效的剧烈塑性变形(SPD)的方法,该工艺主要是利用施加高压和扭转产生剪切应变来细化材料的晶粒,使晶粒的尺寸减小至亚微米甚至是纳米级,从而提高了材料的物理性能和力学性能等。但高压扭转所制得样品的组织性能和厚度容易在径向及轴向上分布不均匀。本文在传统单向高压扭转工艺的基础上,提出反复高压扭转工艺,采用有限元模拟对该工艺进行仿真,并与单向高压扭转工艺进行对比分析,验证了反复高压扭转工艺的优越性。最后,以ZrTiAlV合金的高压扭转试验为例对仿真结果进行了验证。采用Abaqus有限元软件,对不同压力、不同扭转角度的单向高压扭转过程进行模拟,得出试样变形后的尺寸大小、厚度分布以及等效应变云图。通过对比不同工艺参数下试样的变化情况,并结合尺寸及厚度的改变进行分析,得出单向高压扭转后试样等效应变的分布规律,并结合约束型高压扭转应变公式对无约束型高压扭转应变公式进行推导,得到试样等效应变的计算公式。在普通单向高压扭转的基础上提出反复高压扭转工艺,通过控制下模扭转角度及方向设置四种反复高压扭转工艺,得出试样的等效应变及厚度的分布规律,研究了反复高压扭转对试样变形均匀性的影响规律。在此基础上提出同向异步及反向同步高压扭转工艺,通过改变上下模扭转方向及速度来研究对试样应变及厚度分布规律的影响。通过对比几种高压扭转工艺模拟结果,分析变形后试样厚度及等效应变等的分布规律。结果表明,反复高压扭转工艺下的试样厚度分布以及轴向和径向上的等效应变分布更均匀。以经过电场辅助热处理的单一β相ZrTiAlV合金作为实验材料,进行单向高压扭转和反复高压扭转实验,对比变形后试样的外形尺寸、硬度和微观组织,与模拟结果表现出较高的一致性,表明反复高压扭转工艺,能极大的改善合金组织和性能的均匀性。