CN115923165A - 一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法。本发明技术方案包括纤维增强复合材料管、金属螺纹连接外套和金属内套。所述金属螺纹连接外套内表面制备有内螺纹，但所述纤维增强复合材料管不设置相应的外螺纹。通过冷挤压的方法，使得所述金属螺纹连接外套发生塑性变形而内径减小并产生径向预压力，所述内螺纹逐渐嵌入至纤维增强复合材料管中，纤维增强复合材料管与金属螺纹连接外套和金属内套紧密结合而连为一体。本发明通过纤维增强复合材料管与金属螺纹连接外套间界面处的层间剪切作用与摩擦作用把纤维增强复合材料管受到的荷载传递到金属螺纹连接外套，实现复合材料和金属部件间的高效连接。

Description

一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法

技术领域

本发明属于复合材料连接件技术领域，具体涉及一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法。

背景技术

复合材料具有高比强度、高比刚度、可设计性好、耐腐蚀性好和运输架设轻便等显著优点，在土木工程结构中得到了越来越多的应用。但在实际应用中，复合材料构件不可避免地要与金属部件连接，而复合材料由于其材料性质、制备工艺等方面的限制，无法采用传统的焊接连接方式，因此复合材料构件连接方法一直是复合材料结构领域研究的重难点。

目前，复合材料构件连接方式主要有螺栓连接、铆接、胶连接、预紧力齿连接等。研究发现螺栓连接和铆接制孔导致孔周存在应力集中，制孔要求较高，且二次加工破坏了纤维连续性，削弱有效截面，降低了连接效率。胶连接强度分散性大，剥离强度较低，可靠性低，且不可拆卸，易老化，修补困难。预紧力齿连接在加工制备时需在复合材料管开具环向齿槽，二次加工亦破坏了复合材料管纵向纤维的连续性，构件截面削弱率高，且需要特殊的切削工具，加工工艺复杂且要求高；另外，受复合材料环向齿槽构造限制，所能施加的预紧力有限，预紧力较大时易引起复合材料环向齿槽初始局部压溃破坏，且接头承载力主要受首道齿槽破坏模式及承载能力控制，可设计性不强。

因此，需要研发一种无需对复合材料管进行二次加工、截面削弱率低、连接效率高、力学性能稳定、可设计性好、加工制备工艺简单、经济成本低等优点的新型复合材料连接方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法，克服现有技术中复合材料接头连接效率低、可设计性不强、制备工艺复杂、需对复合材料构件进行二次加工等缺陷。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构，包括纤维增强复合材料管，所述纤维增强复合材料管上设有金属螺纹连接外套和金属内套；

所述金属螺纹连接外套内侧的环向设有内螺纹，所述纤维增强复合材料管不设置相对应的外螺纹；

所述金属螺纹连接外套和金属内套采用冷挤压的方法分别设置在所述纤维增强复合材料管的外壁和内壁。

所述内螺纹为普通螺纹、梯形螺纹、管状螺纹、圆弧螺纹中的任一种。

所述金属螺纹连接外套靠近纤维增强复合材料管中部的一端设有倒角。

所述内螺纹的小径在装配前与纤维增强复合材料管的外径相等；

所述金属螺纹连接外套通过径向冷挤压或开式冷挤压的方法，使得所述内螺纹嵌入纤维增强复合材料管中；

所述金属螺纹连接外套的内壁与所述纤维增强复合材料管紧密结合。

所述金属内套表面光圆，挤压装配前设置过盈量，其外径略大于纤维增强复合材料管的内径，通过冷却收缩后安装于纤维增强复合材料管中。

进一步的，所述金属螺纹连接外套上设有法兰结构；所述法兰结构上设有螺栓孔；两个金属螺纹连接外套通过所述法兰结构和穿设在螺栓孔中的螺栓连接；

或者，多个金属螺纹连接外套之间通过设置螺纹相互连接或者通过焊接连接。

进一步的，当接头承载力有更高要求时，所述金属内套外表面设置有外螺纹，金属内套的外螺纹通过冷挤压的方法嵌入至纤维增强复合材料管中，所述外螺纹的大径在挤压前与所述纤维增强复合材料管内径相等。

进一步的，所述金属螺纹连接外套和金属内套端部均与盖板固定连接。

进一步的，所述金属螺纹连接外套、金属内套、盖板装配前直接加工为一体。

进一步的，所述纤维增强复合材料管管壁的外围和内侧的纤维含量宜低于其他部位。

第二方面，本发明提供一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接方法，基于第一方面所述的结构，包括：

步骤一：采用人工或机械压入的方法将金属内套压入纤维增强复合材料管中，使金属内套端部与纤维增强复合材料管二者端面相平齐；

步骤二：在纤维增强复合材料管绘制定位线，将金属螺纹连接外套装配至纤维增强复合材料管相应位置。

步骤三：通过径向冷挤压或开式冷挤压的方法，使得金属螺纹连接外套发生塑性变形和内径缩小并产生径向预压力，内螺纹逐渐嵌入至所述纤维增强复合材料管，金属螺纹连接外套与纤维增强复合材料管紧密结合。

进一步的，采用径向冷挤压成型的方法时，通过管径相匹配的挤压设备在金属螺纹连接外套径向施加均匀的挤压量；挤压时，需确保纤维增强复合材料管放入挤压设备的一端与另一端保持在同一高度，以保证装配的精度，若分段挤压，保证沿管轴向挤压均匀；

采用开式冷挤压的方法时，通过顶推挤压模，使得金属螺纹连接外套在挤压模的作用下径向缩小，金属螺纹连接外套的另一端需设置顶座来限制挤压时的轴向位移；挤压前，采用硫酸洗掉金属螺纹连接外套表面的氧化铁皮；装配挤压模时，使挤压模中心线对中，避免偏心挤压。

进一步的，所述方法还包括：

步骤一：按照金属法兰连接的要求，将法兰片焊接在待连接的两根纤维增强复合材料管端部的金属花键套上，需保证纤维增强复合材料管与法兰片的中心在同一水平面。

步骤二：将法兰垫片或密封圈放入金属花键套端部相邻法兰片的连接端面之间，并保证连接面结合紧密。

步骤三：对称位置均匀紧固螺栓。

进一步的，所述方法还包括：

用于接头承载力要求更高的情况时，除在金属螺纹连接外套的内表面设置内螺纹外，在金属内套的外表面也设置外螺纹，金属内套挤压前不再设置过盈量；

通过冷挤压的方法，使得金属螺纹连接外套产生塑性变形而内径缩小，金属螺纹连接外套内螺纹和金属内套外螺纹先后嵌入至纤维增强复合材料管，金属螺纹连接外套、金属内套与纤维增强复合材料管紧密结合成为一体；

冷挤压后，在金属螺纹连接外套和金属内套端部焊接盖板

或者，金属螺纹连接外套、金属内套、盖板装配前直接加工为一体。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

1、本发明申请的结构通过金属螺纹连接外套与纤维增强复合材料管间的层间剪切作用与摩擦作用把纤维增强复合材料管受到的载荷传递至金属螺纹连接外套，从而实现两种不同材料部件之间的高效连接。挤压形成的径向预压力增大了接触界面处的复合材料层间剪切强度和摩擦力，进一步提高了连接结构承载力。经前期试验验证，连接结构的静载连接效率可达到85%以上，且力学性能稳定、可靠性好。

2、本发明申请的结构可在金属内套外表面同步开具外螺纹，在金属螺纹连接外套和金属内套端部设置盖板，使二者共同受力，进一步提高纤维增强复合材料与金属件之间的连接效率，扩大连接结构的使用范围。

3、本申请的连接结构在加工和装配过程中，无需对纤维增强复合材料管进行二次加工，即无需在纤维增强复合材料管外表面制备与所述金属螺纹连接外套的内螺纹相匹配的外螺纹，这样可以避免对纤维增强复合材料管的二次加工以及由此带来的对纵向连续纤维造成大幅破断损伤及截面削弱的问题，提高复合材料利用效率；因仅需在金属螺纹连接外套制备螺纹及倒角，加工工艺成熟，质量可控，经济性好。

4、本发明专利所提出的复合材料构件连接结构的承载力与金属螺纹连接外套轴向长度呈近似线性增长的关系，可通过调节金属螺纹连接外套部分的长度适应不同的荷载需求，具有较好的可设计性，避免了现有预紧力齿连接技术各个复合材料环向齿槽间承力不均匀、接头承载力主要受首道环向齿槽承载能力及破坏模式控制的问题。

5、本发明采用冷挤压方法将金属螺纹连接外套与纤维增强复合材料管紧密结合，因内螺纹尺寸小，使得其嵌入复合材料管壁过程中对纵向连续纤维损伤较小，该制备工艺和螺纹构造有利于对金属螺纹连接外套施加较大的挤压量及径向预压力，避免了现有预紧力齿连接技术受复合材料管环向较深齿槽的构造限制而使得施加预紧力有限、易引起复合材料环向齿槽压溃破坏的问题。

附图说明

图 1 为本发明一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法的第一种实施例的结构示意图。

图 2 为本发明一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法的第一种实施例的剖面图。

图 3为本发明的图2和图6中A处局部放大结构挤压前后示意图。

图 4 是本发明中金属螺纹连接外套及内螺纹的结构示意图。

图 5 为本发明中纤维增强复合材料管的结构示意图。

图 6 为本发明采用径向冷挤压方法时的加工示意图。

图 7 为本发明采用开式冷挤压方法时的加工示意图。

图 8 是本发明第二种实施例用作连接纤维增强复合材料管的第一种方案的剖面图。

图 9 是本发明第二种实施例用作连接纤维增强复合材料管的第二种方案的剖面图。

图 10 是本发明第二种实施例用作连接纤维增强复合材料管的第三种方案的剖面图。

图 11 为本发明一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法的第三种实施例的结构示意图。

图中：1、纤维增强复合材料管；2、金属螺纹连接外套；201、倒角；202、内螺纹；3、金属内套；301、外螺纹；4、挤压模；5、高强螺栓；6、螺纹；7、焊缝；8、盖板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。

实施例一：

图 1 至图 7 示出了实施例一提供的一种技术方案：一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法，包括纤维增强复合材料管 1、金属螺纹连接外套 2 和金属内套 3。

金属螺纹连接外套 2 内壁设有内螺纹 202，但纤维增强复合材料管 1 不设置相对应的外螺纹，金属螺纹连接外套 2 和金属内套 3 通过冷挤压的方法分别设置在纤维增强复合材料管 1 的外壁和内壁。

所述金属螺纹连接外套 2靠近纤维增强复合材料管中部一侧设有倒角 201，以避免连接结构在轴向压缩荷载和弯曲荷载作用下出现的金属螺纹连接外套对纤维增强复合材料管产生的应力集中和局部剪切现象及连接结构承载力削弱问题。所述金属螺纹连接外套 2 内壁设置的内螺纹 202 可采用普通螺纹、梯形螺纹、管状螺纹、圆弧螺纹等环向牙形。

所述金属内套 3 表面光圆，挤压装配前设置过盈量，其外径略大于纤维增强复合材料管 1 的内径，通过冷却收缩后安装于纤维增强复合材料管 1 中

所述纤维增强复合材料管 1 成型过程中，管壁外围的连续纤维含量宜低于其他部位的纤维含量，便于内螺纹更好地挤压嵌入纤维增强复合材料管壁，且尽量减小对连续纤维的损伤破坏。成型后，无需对纤维增强复合材料管进行二次加工，即无需在其表面制备与金属螺纹连接外套 2 的内螺纹 202 相匹配的外螺纹。

冷挤压前，所述金属螺纹连接外套 2 的内螺纹 202 的小径与纤维增强复合材料管 1的外径相等。通过径向冷挤压或开式冷挤压的方法，使得纤维增强复合材料管 1 外壁的纵向纤维和树脂发生局部变形，内螺纹 202 逐渐嵌入至纤维增强复合材料管 1。金属螺纹连接外套 2 发生塑性变形和内径缩小并产生径向预压力，与纤维增强复合材料管 1 紧密结合。

本实施例的一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法的实施例一的传力机理为：

a.通过纤维增强复合材料管 1 与金属螺纹连接外套 2 之间的层间剪切作用和摩擦作用把纤维增强复合材料管 1 受到的荷载传递到金属螺纹连接外套 2 上，实现纤维增强复合材料管与金属件之间的高效连接。

b.通过冷挤压的方法，使得金属螺纹连接外套 1 产生塑性变形，金属螺纹连接外套 2 与纤维增强复合材料管 1 紧密结合，且因产生径向预压力，增大了界面处摩擦力和复合材料层间剪切强度。同时，纤维增强复合材料管 1 受到内螺纹 202 嵌入后，与金属螺纹连接外套 2 间的接触面积更大，界面间摩擦力进一步增大。

具体的，一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法的实施例一具体步骤为：

步骤一：采用人工或机械压入的方法将金属内套 3压入纤维增强复合材料管 1中，使金属内套 3 端部与纤维增强复合材料管 1 二者端面相平齐；

步骤二：在纤维增强复合材料管 1绘制定位线，将金属螺纹连接外套 2 装配至纤维增强复合材料管 1 相应位置。

步骤三：通过径向冷挤压或开式冷挤压的方法，使得金属螺纹连接外套 2 发生塑性变形和内径缩小并产生径向预压力，内螺纹 202 逐渐嵌入至所述纤维增强复合材料管1，金属螺纹连接外套 2与纤维增强复合材料管 1 紧密结合。

具体的，采用径向冷挤压成型的方法时，需通过管径相匹配的挤压设备在金属螺纹连接外套2径向施加均匀的挤压量。挤压时，需确保纤维增强复合材料管 1 放入挤压设备的一端与另一端保持在同一高度，以保证装配的精度。若分段挤压，需保证沿管轴向挤压均匀。

具体的，采用开式冷挤压的方法时，通过顶推挤压模 4，使得金属螺纹连接外套 2在挤压模 4 的作用下径向缩小，金属螺纹连接外套 2 的另一端需设置顶座来限制挤压时的轴向位移。挤压前，采用硫酸洗掉金属螺纹连接外套 2 表面的氧化铁皮，减少摩擦。装配挤压模 4 时，需注意挤压模 4 中心线对中，避免偏心挤压。

实施例二：

图 8 至图 10 示出了本发明实施例二提供的三种连接两个纤维增强复合材料管1 的新方案。其中，纤维增强复合材料管 1、金属螺纹连接外套 2 和金属内套 3 与第一种实施例相同，纤维增强复合材料管 1 与金属螺纹连接外套 2 均通过实施例一中的方式进行连接。

具体的，图 8 示出了本发明实施例二的第一种方案的剖面图，其中，两个金属螺纹连接外套 2 间通过法兰连接的方式，借助高强螺栓 5 进行连接，最终使得两个纤维增强复合材料管 1 连成整体，其具体步骤如下：

步骤一：按照金属法兰连接的要求，将法兰片焊接在待连接的两根纤维增强复合材料管 1 端部的金属螺纹连接外套 2 上，需保证纤维增强复合材料管 1 与法兰片的中心在同一水平线，法兰密封面须垂直于纤维增强复合材料管 1 中心。

步骤二：将法兰垫片或密封圈放入金属螺纹连接外套 2 端部相邻法兰片的连接端面之间，并保证连接面结合紧密，法兰接口和法兰圆盘接口上的孔对齐。

步骤三：在对称关键位置先均匀紧固高强螺栓，固定法兰圆盘。而后，将法兰圆盘所有螺丝安装完毕

具体的，图 9 示出了本发明实施例二的第二种技术方案，金属螺纹连接外套 2间采用螺纹连接的方式，将金属螺纹连接外套 2 延伸出一部分，通过冷挤压等方法制作成瓶形，并在连接部位制备螺纹，通过设置螺纹，实现金属螺纹连接外套 2 之间的连接。

具体的，除法兰连接和螺纹连接外，两个金属螺纹连接外套 2 的连接，也可根据施工现场需要采用焊接等传统连接方式，如图 10 所示。

实施例三：

图 11 示出的本发明一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构的实施例三，提供了一种复合材料与金属件连接的新方案，用于接头承载力要求更高的情况，与实施例一不同之处在于：金属内套 3 外表面也设置外螺纹 301，通过冷挤压的方法，使得金属螺纹连接外套 2 产生塑性变形而内径缩小，金属螺纹连接外套的内螺纹 202 和金属内套的外螺纹 301 先后嵌入至纤维增强复合材料管 1，金属螺纹连接外套 2、金属内套 3与纤维增强复合材料管 1 紧密结合成为一体。冷挤压后，在金属螺纹连接外套 2 和金属内套 3 端部焊接盖板 8，使二者共同受力。

具体的，所述外螺纹 301 的大径在挤压前与所述纤维增强复合材料管 1 内径相等，可采用普通螺纹、梯形螺纹、管状螺纹、圆弧螺纹等环向牙形。

具体的，所述金属螺纹连接外套 2、金属内套 3、盖板 8 可在装配前直接加工为一体，以避免焊接和提高结构整体性。

具体的，所述纤维增强复合材料管 1 成型后，无需在内、外壁制备相应的外、内螺纹。所述纤维增强复合材料管 1成型过程中，管壁外围和内侧的纤维含量宜低于其他部位，以便于内螺纹 202 和外螺纹 301 更好地挤压嵌入，且尽量减小对复合材料连续纤维的损伤破坏。

具体的，一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构及方法的实施例三的传力机理为：

a.通过纤维增强复合材料管 1 与金属螺纹连接外套 2 和金属内套 3 之间的层间剪切和摩擦作用把纤维增强复合材料管 1 受到的荷载先后传递至金属螺纹连接外套 2和金属内套 3 上，二者传递荷载的合力再传递到盖板 4 上。相较于实施例1中仅通过金属螺纹连接外套 2 传力，金属内套 3 协调传力的加入，进一步提高了纤维增强复合材料管与金属件之间的连接效率。

b.在冷挤压成型过程中金属塑性变形而产生的径向预压力，增大了接触界面处的摩擦力及复合材料层间剪切强度。同时，纤维增强复合材料管 1 受到内螺纹 202 和外螺纹 301 嵌入后，与金属螺纹连接外套 2 和金属内套 3 间的接触面积更大，进一步提高了连接结构承载力。

具体的，本发明纤维增强复合材料管 1 也包括方形管、矩形管、异型管、平面板材以及实心棒材。

本发明中的纤维增强复合材料管1是采用纤维增强复合材料制成的，纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，或Fiber Reinforced Plastic，简称FRP)是由增强纤维材料，如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、混杂纤维等，与基体材料经过缠绕、模压、手糊、拉挤、液体成型、3D打印、真空辅助等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同，常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料(GFRP)、碳纤维增强复合材料(CFRP)、玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)以及芳纶纤维增强复合材料(AFRP)。

本发明中的螺栓5优选为高强螺栓5，以加强连接强度。

本发明未尽事宜为公知技术。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构，其特征在于，包括纤维增强复合材料管，所述纤维增强复合材料管上设有金属螺纹连接外套和金属内套；

所述金属螺纹连接外套内侧环向设有内螺纹，所述纤维增强复合材料管不设置相对应的外螺纹；

所述金属螺纹连接外套和金属内套采用冷挤压的方法分别设置在所述纤维增强复合材料管的外壁和内壁。

2.根据权利要求1所述的挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构，其特征在于，所述金属螺纹连接外套靠近纤维增强复合材料管中部的一端设有倒角。

3.根据权利要求1所述的挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构，其特征在于，所述内螺纹的小径在装配前与纤维增强复合材料管的外径相等；

所述金属螺纹连接外套通过径向冷挤压或开式冷挤压的方法，使得所述内螺纹嵌入纤维增强复合材料管中；

所述金属螺纹连接外套的内壁与所述纤维增强复合材料管紧密结合。

4.根据权利要求1所述的挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构，其特征在于，所述金属内套表面光圆，挤压装配前设置过盈量，其外径略大于纤维增强复合材料管的内径，通过冷却收缩后安装于纤维增强复合材料管中。

5.根据权利要求1所述的挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构，其特征在于，所述金属螺纹连接外套上设有法兰结构；所述法兰结构上设有螺栓孔；两个金属螺纹连接外套通过所述法兰结构和穿设在螺栓孔中的螺栓连接；

或者，多个金属螺纹连接外套之间通过设置螺纹相互连接或者通过焊接连接。

6.根据权利要求1所述的挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接结构，其特征在于，所述金属内套外表面设置有外螺纹，金属内套的外螺纹通过冷挤压的方法嵌入至纤维增强复合材料管中，所述外螺纹的大径在挤压前与所述纤维增强复合材料管内径相等。

7.一种挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接方法，其特征在于，基于权利要求1-4任一项所述的结构，包括：

采用人工或机械压入的方法将金属内套压入纤维增强复合材料管中，使金属内套端部与纤维增强复合材料管二者端面相平齐；

在纤维增强复合材料管绘制定位线，将金属螺纹连接外套装配至纤维增强复合材料管相应位置；

通过径向冷挤压或开式冷挤压的方法，使得金属螺纹连接外套发生塑性变形和内径缩小并产生径向预压力，内螺纹逐渐嵌入至所述纤维增强复合材料管，金属螺纹连接外套与纤维增强复合材料管紧密结合。

8.根据权利要求7所述的挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接方法，其特征在于，采用径向冷挤压成型的方法时，通过管径相匹配的挤压设备在金属螺纹连接外套径向施加均匀的挤压量；挤压时，需确保纤维增强复合材料管放入挤压设备的一端与另一端保持在同一高度，以保证装配的精度，若分段挤压，保证沿管轴向挤压均匀；

采用开式冷挤压的方法时，通过顶推挤压模，使得金属螺纹连接外套在挤压模的作用下径向缩小，金属螺纹连接外套的另一端需设置顶座来限制挤压时的轴向位移；挤压前，采用硫酸洗掉金属螺纹连接外套表面的氧化铁皮；装配挤压模时，使挤压模中心线对中，避免偏心挤压。

9.根据权利要求7所述的挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接方法，其特征在于，所述方法还包括：

按照金属法兰连接的要求，将法兰片焊接在待连接的两根纤维增强复合材料管端部相应的金属花键套上，需保证纤维增强复合材料管与法兰片的中心在同一水平面；

将法兰垫片或密封圈放入金属花键套端部相邻法兰片的连接端面之间，并保证连接面结合紧密；

对称位置均匀紧固螺栓。

10.根据权利要求7所述的挤压成型的复合材料与金属件螺纹形连接方法，其特征在于，所述方法还包括：

当接头用于承载力要求更高的情况时，除在金属螺纹连接外套的内表面设置内螺纹外，在金属内套的外表面也设置外螺纹，金属内套挤压前不再设置过盈量；

通过冷挤压的方法，使得金属螺纹连接外套产生塑性变形而内径缩小，金属螺纹连接外套内螺纹和金属内套外螺纹先后嵌入至纤维增强复合材料管，金属螺纹连接外套、金属内套与纤维增强复合材料管紧密结合成为一体；

冷挤压后，在金属螺纹连接外套和金属内套端部焊接盖板；

或者，金属螺纹连接外套、金属内套、盖板装配前加工为一体。

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