基于活性材料的属性可调汽车支架制造技术

用于车身的属性可调支架，包括设置成对车身正常操作过程中的静态和动态负荷提供支撑的包含第一活性材料的支撑构件，其中第一活性材料面临在负荷情况或感受到负荷情况期间的激活条件时会经历属性的变化，其中属性的变化能有效地对支撑构件提供负荷承载能力的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及属性可调的汽车支架。
技术介绍
汽车车辆前端当中以及前端附近所用的支架通常是由高模 数(刚度)的金属形成，例如钢。现有技术的图1中显示了一种这样的支 架，通常用参考标号IO表示，其中整个结构由高模数金属形成，例如 钢。 一般来说，这些支架置于车架与车身(例如护板、罩、车头灯、格 栅、其它邻接构件等)中间。支架用于使这种构件固定和保持在适当的 相对位置上并承载车身构件相对于下面的框架构件的静态和动态(由于 驱动输入)负荷。这些静态和动态负荷与构件的惯性质量相关，因此通 常是低的，支架刚度必须大于这些的所需，这是为了切实有效地防止由 于个别人的依靠或坐在车辆外表面上造成的凹陷和/或过度位移。在罩 的不连续的快速短期负荷情况期间，目前的支架由于其刚度是不可调 的，因此必然提供固定的反应，该反应是用于形成支架的刚性金属的属 性所固有的。期望能够具有一种可调支架，其可以按不同的方式和选择性 地改变与之协作关联的车辆结构件的刚度、屈服强度、减振能力和/或 力/偏转特性。按这种方式，支架可以用来满足支架位置上所需的静态 负荷要求，还选择性地提供能量分散、导向和吸收的特性，这些特性在 快速负荷的情况下或者在支架属性变化能导致有利性能的另外的情况 当中是可取的。
技术实现思路
本文公开了属性可调的支架，其至少一部分是由活性材料 构成的。在一个实施方案中，车身的属性可调支架包括设置成用于对车 身正常操作过程中的静态和动态负荷提供支撑的包含第一活性材料的 支撑构件，其中第一活性材料面临在负荷情况或感受到负荷情况期间的 激活条件时会经历属性的变化，其中属性的变化能有效地对支撑构件提供负荷承栽能力的变化。在动态负荷条件下改变支架的有效刚度属性的方法包括将 支架置于车身与车架的中间，其中支架包括紧固件和支撑构件，其中支 撑构件设置成与紧固件匹配地接合，且其中紧固件和支撑构件中的选定 一方或双方包含活性材料，并适于在车身动态负荷情况下产生有效刚 度，激活活性材料以实现活性材料属性的变化，其中属性的变化能有效 地对支架提供负荷承栽能力的变化。参考以下对公开内容的各特征以及所包括的实施例的详细 描述能更容易地理解所公开的内容。 附图说明现在参考附图，其中相似元件的编号是类似的 图1所示为现有技术中由钢形成的支架的透视图； 图2所示为根据本专利技术一实施方案的支架的透视图； 图3所示为根据本专利技术一实施方案的(A)支架和(B)支架端 部部分的透^L图；图4所示为根据本专利技术一实施方案的支架端部部分的透视图；图5所示为根据本专利技术一实施方案的支架端部部分的透视图；图6所示为根据本专利技术一实施方案的支架端部部分的透视图；图7所示为根据本专利技术一实施方案的(A)支架和(B)支架端部部分的透一见图；和图8所示为根据本专利技术一实施方案的支架的透视图。具体实施例方式本文公开了基于活性材料的属性可调支架及可调支架的使 用方法。与现有技术中的车架形成对照的是，本文中公开的可调支架具 有完全由活性材料形成或制造的部分。本文中的术语"支架"旨在包括护 板架、发动机軍挡止动装置、隔圏等，它们在与之配合的车身(例如车 的罩和护板区段)经受负荷的情况下可能暴露于变形负荷。本文中的术 语"活性材料"通常是指当施加激活信号时显示属性变化的材料，例如显 示弹性模量、形状、尺寸或形状取向的变化。合适的活性材料包括但不限于形状记忆聚合物(SMP)、形状记忆合金(SMA)、铁磁形状记忆合金、 电活性聚合物(EAP)、压电材料、磁流变弹性体(MR)及电流变弹性体 (ER)。视具体的活性材料情况，激活条件可以是被动的，例如环境的变 化，或者是施加的激活信号，例如电流、电压、温度变化、磁场等。此外，本文中的术语"车身，，一般是指车辆上可以附着可调 支架的部分，包括但不限于车身板、护板等。类似地，本文中的术语"车 架"一般是指汽车的任何结构支撑基体，包括但不限于架和副架构件、 底盘等。此外，术语"第一"、"第二"等不表示任何的顺序或重要性，而 是用来使元件彼此区分开来，而措辞"该"、"一，，及"一个"不表示对数量 的限制，而是表示存在着至少一个所指的物件。此外，针对给定构件或 测量的同一个量的所有范围均包容端点，且可独立组合。属性可调支架能提供根据需要而变化的灵活性，这可以作 为满足刚度/变形的竟争性要求的手段，这些竟争性要求是由静态/正常 保养以及在不同的动态负荷状况要求下的正常操作期间的动态负荷所 强制的。正常操作期间的典型动态负荷可以包括在正常驾驶条件下车辆 操作时可能发生的任意负荷，例如在平常操作期间当车辆静止、空转、 旅行时等的负荷，但不意味着仅限于这些。作为静态负荷的条件，支架 必须具有足够的刚性，从而满足静态负荷承受要求，即，防止车身在各 种重量负荷下的永久变形，这些各种重量负荷例如为罩或护板上的个别 座位，或者为斜倚着罩/护板的手、身体或其它身体部分。支架必须进 一步具有足够的刚性，从而能在组装期间将车身与车架锁定成直线。对 于动态负荷条件，例如在驾驶过程中发生的车辆振动或不连续的快速负 荷情况下，可取的做法是，可调支架的性能发生大幅度的变化，从而提 供能量吸收和减振的能力。术语"形状记忆聚合物"一般是指在施加激活信号时显示属 性变化的聚合物材料，所述的属性例如为弹性模量、形状、尺寸、形状 取向或包含至少一种前述属性的组合。如下面还要更详细描述的那样， SMPs在被加热到高于确定形状记忆聚合物的其组成之一的玻璃化转变 温度时显示出大幅度的模数下降。所超过的玻璃化转变温度通常是最低 的玻璃化转变温度。通常，SMPs是包含至少两个不同单元的相分离的共聚物， 可以将所述不同单元描述成用于在SMP内确定出不同的片段，每个片段对SMP的整体属性作出不同的贡献。本文中的术语"片段"指的是相同或 相似的单体或低聚物的嵌段、接枝或序列，它们的共聚形成了 SMP。每 个片段可以是结晶的或无定形的，分别具有相应的熔点或玻璃化转变温 度(Tg)。本文中的术语"热转变温度"一般是用来方便地表示Tg或熔点， 这取决于该片段是无定形片段还是结晶片段。对于包含(n)个片段的 SMPs来说，据认为SMP具有一个硬片段和(n-l)个软片段，其中硬片段 具有比任何软片段要高的热转变温度。因此，SMP具有(n)个热转变温 度。硬片段的热转变温度被称为"最后转变温度"，而所谓的"最软，，片段 的最低热转变温度被称为"首次转变温度"。应重要指出的是，如果SMP 具有以相同的热转变温度(也是最后转变温度)为特征的多个片段，则认 为SMP具有多个硬片段。当SMP被加热到最后转变温度以上时可以对SMP材料进行成 形。通过随后将SMP冷却到那一温度以下就可以设定或记忆住永久的形 状。本文中的术语"初始形状"、"先前确定的形状"和"永久的形状"是 同义的，可互换使用。通过将材料加热到高于任何软片段的热转变温度 但低于最后转变温度的温度、施加外部应力或负荷，从而使SMP变形，体热转变温度以下，由此可以设定暂时的形状。通过在撤去应力或负荷的情况下将材料加热到具体的软片 段热转变温度以上但低于最后转变温度，可以恢复永久形状。因此，应 该清楚的是，通过多个软片段的组合，有可能显示出多个暂时形状，而 采用多个硬片段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车身的属性可调支架，包括：　设置成对车身正常操作过程中的静态和动态负荷提供支撑的包含第一活性材料的支撑构件，其中第一活性材料面临在负荷情况或感受到负荷情况期间的激活条件时会经历属性的变化，其中属性的变化能有效地对支撑构件提供负荷承载能力的变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：PW亚历山大，AL布劳恩，NL约翰逊，N曼坎，H穆汉马德，T万克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]