1.一种用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，具体实施步骤如下：S1、制备表面沉积镍层的碳纤维；

S2、制备三种不同内径尺寸的铝合金管材，沿铝合金管的径向，将小孔径铝合金管材和碳纤维进行包裹层叠并以圆周阵列的方式置于中孔径铝合金管材和大孔径铝合金管材之间，得到未复合的碳纤维增强镀镍铝合金层合管；

S3、装配固体颗粒胀形模具以及超声装置，得到用于复合的成形模具：

S31、将未复合的碳纤维增强镀镍铝合金层合管垂直放置于成形模具中，使碳纤维增强镀镍铝合金层合管的底部与模具底部的垫板重合，形成一个桶状的半密闭空间；

S32、在碳纤维增强镀镍铝合金层合管的最内层添加固体颗粒，使固体颗粒充满整个碳纤维增强镀镍铝合金层合管的型腔；

S33、利用轴向冲头，从碳纤维增强镀镍铝合金层合管的上方压入，让碳纤维增强镀镍铝合金层合管的内部形成密闭空间，然后在轴向冲头上装配超声振动装置，得到用于复合的成形模具；

S4、根据镍层与铝合金复合反应Ni/Al→NiAl3→Ni2Al3所需的温度，将用于复合的成形模具加热至200‑300℃后，保持温度不变；

截取S3中的碳纤维增强镀镍铝合金层合管的自由变形区，在最大变形点处的单元内，切向应力为第一主应力，径向力和轴向力趋近于零；运用第三理论强度，当第一主应力与屈服应力相同时，管材开始变形，由弹性阶段进入塑性阶段，此时的内压值为：式中，ps为碳纤维增强镀镍铝合金层合管由弹性阶段进入塑性阶段的内压值，σs为屈服应力，A和B为关于β的函数，μ为材料的泊松比，δ为碳纤维增强镀镍铝合金层合管的厚度，a为碳纤维增强镀镍铝合金层合管的外半径，l为自由变形区的总长度；

在变形区变形时的任意时刻，取凸环中心处的典型单元C进行分析求得，典型单元C处的各向应力以及成形内压为：式中，σθ为环向应力；σt为子午面切向应； 为等效应力；P为碳纤维增强镀镍铝合金层合管成形内压；δ为碳纤维增强镀镍铝合金层合管的厚度；R0为碳纤维增强镀镍铝合金层合管的内半径；R1为碳纤维增强镀镍铝合金层合管成形后的管材的外圆半径；R2为碳纤维增强镀镍铝合金层合管成形后的管材的内圆半径；γ为自由变形区中心角；

向碳纤维增强镀镍铝合金管施加0‑10MPa的压力，进行0‑1min的保压，并进行超声振动，得到预复合碳纤维增强镀镍铝合金层合管；

S5、在S4的基础上，将用于复合的成形模具中固体颗粒的温度加热至400‑500℃后，保持温度不变，继续利用轴向压缩压头施加同样的超声振动并挤压固体颗粒，对预复合碳纤维增强镀镍铝合金层合管进行成形，成形压力为20～30MPa，成形时间为2～3min，使得碳纤维增强镀镍铝合金层合管与成形模具中刚性凹模完全贴合，得到具有预设形状的碳纤维增强镀镍铝合金层合管；

S6、当碳纤维增强镀镍铝合金层合管成形结束后，保压压力为20‑30MPa，保温时间为

40‑50min；然后降低压力至0MPa，得到复合后碳纤维增强镀镍铝合金层合管。

2.根据权利要求1所述的用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，用于碳纤维铝合金管材的成形复合一体化方法的成形原材料包括小径铝合金管，碳纤维，中径铝合金管，大径铝合金管，对原材料进行相应的放置以及半复合后得到预复合碳纤维增强镀镍铝合金层合管，再次成形后得到复合后碳纤维增强镀镍铝合金层合管；

成形装置包括补料装置、轴向压缩压头、第一成形模具、超声装置、弹簧组A、弹簧组B、压机、第二成形模具、垫板、双头螺柱、固体颗粒以及螺栓；将轴向压缩压头装入压机后，用弹簧组A和螺栓固定其与补料装置，再根据相应的位置依次放置垫板，第二成形模具以及第一成形模具，用弹簧组B和双头螺柱固定第一成形模具和补料装置，装入原材料管材后倒入固体颗粒并安装超声装置，实现预复合和复合成形。

3.根据权利要求1所述的用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，步骤S1具体实施步骤包括：S11、将碳纤维放入温度为400℃的箱式电阻炉中，加热30min去胶；

S12、将去胶后的碳纤维水洗后放置于硝酸中进行粗化，粗化后再进行水洗；

S13、将S12得到的碳纤维进行电镀得到镀镍碳纤维。

4.根据权利要求1所述的用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，步骤S2具体实施步骤包括：S21、将镀镍碳纤维进行铺层，根据已经铺好层的镀镍碳纤维布卷成筒状时，0°碳纤维丝束与铝合金管材轴线的夹角来确定镀镍碳纤维的包裹方式；

S22、裁剪出与小孔径铝合金管材侧壁面积相等的镀镍碳纤维，将镀镍碳纤维裹于小孔径铝合金管材的外侧；

S23、将经过镀镍碳纤维包裹的小孔径铝合金管材以圆周阵列的方式置于中孔径铝合金管材与大孔径铝合金管材之间，得到未复合的碳纤维增强镀镍铝合金层合管。

5.根据权利要求2所述的用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，所述补料装置、轴向压缩压头、超声装置、第一成形模具、弹簧组A和弹簧组B构成弹簧轴向进给补料结构，通过调节弹簧组A与弹簧组B的刚度比，使从模具合模到未复合的碳纤维增强镀镍铝合金层合管的内压以及预复合和复合成形时的自动补给固体颗粒的内压均达到要求。

6.根据权利要求3所述的用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，在步骤S2中，所述镀镍碳纤维的铺层方式为0°‑90°‑0°，镀镍碳纤维包裹内管的方式为0°碳纤维丝束的方向与铝合金管材轴线平行。

7.根据权利要求1或3所述的用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，在步骤S3中，超声振动装置与轴向冲头借助于过盈配合装配。

8.根据权利要求1所述的用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，步骤S2中所述小孔径铝合金管材的直径为3～5mm，中孔径铝合金管材的直径为

20～30mm，大孔径铝合金管材的直径为26～40mm。

9.根据权利要求1所述的用于碳纤维增强铝合金夹层管材的成形复合一体化方法，其特征在于，步骤S2中制备未复合的碳纤维增强镀镍铝合金层合管之前，还需对铝合金管材进行电解腐蚀处理以及脱氧干燥处理，得到预处理的铝合金层管。