CN101522475A - 基于活性材料的属性可调汽车支架 - Google Patents

Abstract

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。

Description

基于活性材料的属性可调汽车支架

技术领域

[0001]本发明通常涉及属性可调的汽车支架。

背景技术

[0002]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10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。

[0003]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。

发明内容

[0004]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载能力的变化。

[0005]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载能力的变化。

[0006]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

[0007]现在参考附图，其中相似元件的编号是类似的：

[0008]图1所示为现有技术中由钢形成的支架的透视图；

[0009]图2所示为根据本发明一实施方案的支架的透视图；

[0010]图3所示为根据本发明一实施方案的(A)支架和(B)支架端部部分的透视图；

[0011]图4所示为根据本发明一实施方案的支架端部部分的透视图；

[0012]图5所示为根据本发明一实施方案的支架端部部分的透视图；

[0013]图6所示为根据本发明一实施方案的支架端部部分的透视图；

[0014]图7所示为根据本发明一实施方案的(A)支架和(B)支架端部部分的透视图；和

[0015]图8所示为根据本发明一实施方案的支架的透视图。

具体实施方式

[0016]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、发动机罩挡止动装置、隔圈等，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。

[0017]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。

[0018]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/变形的竞争性要求的手段，这些竞争性要求是由静态/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。

[0019]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。

[0020]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-1)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。

[0021]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，然后在保持变形的外部应力或负荷的情况下使之冷却到该软片段的具体热转变温度以下，由此可以设定暂时的形状。

[0022]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，而采用多个硬片段有可能显示出多个永久的形状。类似地采用分层或复合的方法，多个SMPs的组合将会显示出在多个暂时与永久的形状之间的过渡。

[0023]对于只有两个片段的SMPs来说，在首次转变温度下设定形状记忆聚合物的暂时形状，接着在负荷下冷却SMP，从而锁定暂时形状。只要SMP保持在首次转变温度以下就可以保持暂时形状。当SMP在撤去负荷的情况下再次被转到首次转变温度以上时就会恢复永久的形状。重复进行加热、成形和冷却的步骤就可以多次反复设定暂时形状。

[0024]大多数SMPs显示“单向”效应，其中SMP显示出一个永久的形状。当在没有应力或负荷的情况下将形状记忆聚合物加热到软片段的热转变温度以上时，永久的形状达成，且在不使用外力作用的情况下不可能使形状回复到暂时形状。

[0025]作为替代的方式，可以制备一些显示“双向”效应的形状记忆聚合物组合物，其中SMP显示出两个永久的形状。这些系统包括至少两种聚合物组分。例如，一种组分可以为第一交联聚合物，而另外的组分为不同的交联聚合物。各组分通过层技术结合，或者互穿网络，其中两种聚合物组分都是交联的，但不彼此交联。通过改变温度，形状记忆聚合物在第一永久形状或第二永久形状的引导下改变其形状。每个永久的形状归属于SMP的一种组分。整体形状的温度依赖性归因于这样的事实，即，一种组分(“组分A”)的机械性能几乎与所感兴趣的温度区间上的温度无关。另一组分(“组分B”)的机械性能随所感兴趣的温度区间上的温度而变化。在一个实施方案中，与组分A相比，组分B在低温下更强势，而组分A在高温下更强势，并决定实际的形状。通过设定组分A的永久形状(“第一永久形状”)，使装置变形成组分B的永久形状(“第二永久形状”)，在施加应力的同时固定组分B的永久形状，由此可以制备双向记忆装置。

[0026]本领域的普通技术人员应该意识到，按许多不同的形式和形状来设置SMPs是可能的。设计聚合物本身的组成和结构可以容许对所需应用的具体温度进行选择。例如，根据具体的应用情况，最后转变温度可以为约0℃至约300℃或以上。形状恢复温度(即，软片段热转变温度)可以大于或等于约-30℃。另一形状恢复温度可以大于或等于约40℃。另一形状恢复温度可以大于或等于约100℃。另一形状恢复温度可以小于或等于约250℃。又另一形状恢复温度可以小于或等于约200℃。最后，另一形状恢复温度可以小于或等于约150℃。

[0027]任选的是，可以对SMP加以选择，以便提供应力所致的屈服，这可以直接(即，无需将SMP加热到其热转变温度以上来“软化”之)用于使SMP构件按优选的方式变形，顺应给定的表面等。在一些实施方案中，这种情况下SMP能够经受的最大应变与SMP在其热转变温度以上发生变形时的情况相当。

[0028]合适的形状记忆聚合物可以为热塑性塑料、互穿网络、半互穿网络或混合网络。聚合物可以为单一的聚合物或共混的聚合物。聚合物可以是线性的或带侧链或枝状结构部分的支化的热塑弹性体。用以形成形状记忆聚合物的合适聚合物组分包括但不限于聚膦腈、聚(乙烯醇)、聚酰胺、聚酯酰胺、聚(氨基酸)、聚酐、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚烯烃、聚丙烯酰胺、聚烷撑二醇、聚环氧烷、聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚原酸酯、聚乙烯醚、聚乙烯酯、聚卤乙烯、聚酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚硅氧烷、聚氨酯、聚醚、聚醚酰胺、聚醚酯以及它们的共聚物。合适聚丙烯酸酯的例子包括聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯)、聚(甲基丙烯酸丁酯)、聚(甲基丙烯酸异丁酯)、聚(甲基丙烯酸己酯)、聚(甲基丙烯酸异癸酯)、聚(甲基丙烯酸月桂酯)、聚(甲基丙烯酸苯酯)、聚(丙烯酸甲酯)、聚(丙烯酸异丙酯)、聚(丙烯酸异丁酯)和聚(丙烯酸十八烷基酯)。其它合适聚合物的例子包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯苯酚、聚乙烯吡咯烷酮、氯化聚丁烯、聚(十八烷基乙烯基醚)、乙烯醋酸乙烯酯、聚乙烯、聚(环氧乙烷)-聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚乙烯/尼龙(接枝共聚物)、聚己内酯-聚酰胺(嵌段共聚物)、聚己内酯二甲基丙烯酸酯-丙烯酸正丁酯、聚(降冰片基-多面体低聚倍半硅氧烷)、聚氯乙烯、脲烷/丁二烯共聚物、聚氨酯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物等。可以商购或者可以采用常规的化学方法来合成用于形成上述SMPs中的各片段的聚合物。本领域的技术人员采用已知的化学方法和加工技术，无需进行过多的实验便可以很容易地制备所述的聚合物。

[0029]视交联的类型情况，形状记忆聚合物还可以包括热塑性弹性体或热固性材料的组分。典型的热固性材料包括聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰亚胺等。

[0030]本领域的技术人员将会意识到，使用发泡剂进行不同片段的聚合可以形成形状记忆聚合物泡沫，这对于例如某些应用来说可能是所需的。按这种方式，支架本身可以是一个泡沫块，或者可能期望其它的泡沫形状用来安置支架。发泡剂可以是分解型(在化学分解时放出气体)或蒸发型(无需化学反应的蒸发)的。分解型的典型发泡剂包括但不限于碳酸氢钠、叠氮化合物、碳酸铵、亚硝酸铵、能与水反应放出氢的轻金属、偶氮二甲酰胺、N，N′-二亚硝基五亚甲基四胺等。蒸发型的典型发泡剂包括但不限于三氯一氟甲烷、三氯三氟乙烷、二氯甲烷、压缩氮气等。

[0031]现在转到图2，所示为可调支架100的典型实施方案。在该实施方案中，支架100的支撑部分102由活性材料形成，例如由SMP形成，其可以采取任意的形式(例如，泡沫、层压体、固体、复合材料等)。在一个实施方案中，支架100的SMP部分102包括承受负荷的段，即所示的侧壁部分。余部104由通常用于制造支架的材料形成，如金属、塑料等。支架100可以通过点焊、粘合剂、紧固件等将支架的一端108紧固到车身109(例如，护板)上。支架100的另一端110可以通过点焊、紧固件、粘合剂等以类似的方式紧固到车架(例如，下面的框架构件表面)上。该另一端110的轮廓通常与下面的车架表面匹配，并可以包括凸缘。任选控制器112可操作地与SMP部分102关联，从而对SMP供给激活信号。

[0032]在另一实施方案中，整个支架100的结构由活性材料形成，例如由SMP形成。由此，确定支架100的结构可以完全由SMP制成，或其局部区域或段上由SMP制成，或者连接到支架表面的加强条、补块等由SMP形成，所有这些均可改变支架的负荷应力性能。在车辆的正常操作温度下SMP处于最低玻璃化转变温度之下。

[0033]图3描述可调支架300的另一个典型实施方案。在该实施方案中，如图3A所示具有支撑腿304的支撑构件302通过由活性材料形成的紧固件306与车架(未显示)连接。图3A中所示的支撑构件302设计具有与图4到6中的支撑构件402、502和602相同的形状。图3B到6显示支撑构件的支腿，以便更好地例示每个实施方案中的紧固件。基于活性材料的紧固件306具有设置成与支撑腿304的开口310接合的突出部308。在该实施方案中，支撑构件302也可以由活性材料形成，或者可以形成在或附着于适合用在汽车支架上的任何材料上，例如钢、铝等。在操作中，基于活性材料的紧固件306被设置成当被激活和经受预定的动态负荷时释放支撑构件302。与如图1所示现有技术中的刚性支架相比，这种基于活性材料的可释放的紧固件可有利地对可调支架提供更大的偏转和变形。

[0034]基于活性材料的紧固件的另外的实施方案示于图4-8的属性可调支架400-800当中。这些图形描述了紧固件的一些可能的实施方案，但并不旨在将紧固件限定为所示的具体形状。在图4中，支撑构件402具有弯曲的支腿404。基于活性材料的紧固件406具有突出部408，其形状对应于弯曲的支腿404，与支撑构件402的开口410接合。在图5中，基于活性材料的紧固件506设置成与具有支腿504的支撑构件502匹配地接合。在又一实施方案中，图6例示具有支腿604的支撑构件602。每个支腿604具有开口610。基于活性材料的紧固件606具有设置成与支撑构件602的开口610接合的突出部608。

[0035]图7描述支撑构件702，如图7A所示，它具有支腿704。图7B显示支撑构件702的支腿704，用以更好地示例紧固件706。支腿704具有锯齿状牙710。基于活性材料的紧固件706具有设置成与支撑腿704的锯齿状牙710匹配地接合的锯齿状牙708。最后，图8例示具有支腿804的支撑构件802。每个支腿804具有开口810。在该实施方案中，一个活性材料紧固件806设置成与支腿804的每个开口810都接合。上述的可调支架可以包括用以紧固支撑构件每一端的多个紧固件。或者，一个支撑腿可以被静态地固定到车架上，而另一支腿以可释放的方式与基于活性材料的紧固件接合。

[0036]在操作中，减少区段负荷承载能力或挤压强度/能量吸收或支架的刚度可以通过由温度激活的SMP模数减少来完成，与可调支架截面几何形状的变化无关。在另一实施方案中，可以采用热激活的SMP负荷承载能力(模数)的变化来选择性地实现支架几何形状的变化。在支架的形成当中，被处于较高刚度较低温度状态下的SMP锁定在所述结构的弹性变形元件中的应力可以被释放出来，产生结构元件的几何形状的变化。与仅单独地通过模数的变化或单独的区段几何形状的变化相比，形状变化与模数减少的结合可以在区段上产生更大的刚度变化。几何形状的变化可以是局部的或全体的。几何形状的局部变化可以作为挤压激活因子。挤压激活因子最常见的是基于截面几何形状的局部变化，可以改变屈服强度和力/偏转特性。采用SMPs为挤压激活的各种方法包括但不限于使支架具有局部化的SMP环带、使支架具有局部化的SMP外附带、使支架完全由SMP制成和使支架具有由SMP制成的外附补块。

[0037]在另一种方法中，温度所致的SMP模数减少可以用于产生局部化的支架刚度的减小，从而将挤压/变形激活点转移到不同的位置和/或改变挤压激活的方式。例如，可以将支架设计成具有SMP的短片段，其在室温下的刚度与周围结构的相当。在诸如由护板的“手掌压痕分析”中所施加的静态负荷下，其作用方式与周围的板材金属相当。然而，在诸如车辆振动或不连续的快速负荷情况的动态负荷条件下，这时较小的刚性反应是可取的，高温下SMP的较低模数反应将使之起到粘弹性减振器、铰合装置或挤压激活因子的作用，因为模数已大幅度降低。

[0038]在又一操作模式当中，SMP支撑构件和/或支腿紧固件可以在车辆装配过程中提供对准和锁定能力。在车辆装配过程期间可以对SMP支撑构件和/或紧固件进行加热，从而降低模数，并容许由可调支架支撑的车身(例如，护板)相对于车架被定位/对准。处在该新对准的位置上时，冷却支架的活性元件将导致它们变硬，将支架锁定在新对准的位置上，并提供将施加到/来自于护板上的静态负荷转移至车架上的途径。这种能力使得可以在整个汽车的使用期上以可逆的方式对车身进行重新对准。

[0039]如所指出的那样，SMP负荷承载能力的剧烈变化发生于热激活期间。为了产生所需的温度变化，可以对SMP进行电阻加热、辐射加热和/或传导加热，使用的手段包括但不限于较高或较低温度流体(例如，加热的排气流)的传导、辐射传热、使用热电材料、微波加热等。SMP的这种激活可以被动地发生，或者在面临激活的条件下主动地发生。激活条件可以是通过面临环境的变化而被动产生的，例如，由于密切接近高温发动机产生的环境温度的提高将SMP辐射加热到其转变温度之上。或者，可以使用控制器对SMP选择性地施加激活信号，例如施加热激活信号。控制器可以具有基于可用来引发热激活的各种可能的传感器输入的不同控制算法。能用于决定是否应该进行激活的各种形式的传感器输入包括车辆操作和状态的输入，例如速度、横摆角速度、ABS操作、天气状况等，例如根据雷达或基于视觉的目标检测系统、远程信息系统、限速标志等对迫近负荷情况的可能性增加作出的预测，以及最后来自车载传感器上关于负荷情况已开始发生的信号。随着这种情况的可能性的增加，可供热分子松弛的时间量减少，所述热分子松弛是SMP模数变化之基础。因此，电阻和烟火加热手段是能提供0.5秒或更短的SMP激活时间的两种激活信号。

[0040]任选可以对SMP进行预处理。本文中的术语“预处理”通常是指使将SMP转成较低模数状态所需的额外热能最少化。例如，可以将SMPs保持在刚好低于玻璃化转变温度的预处理温度下。按这种方式，激活信号(例如热激活信号)需最少的能量以实施热转化，因为转化温度仅略高于预处理温度。如此，预处理最大程度地减少了引起SMP转化所需的额外的加热量和时间，从而，如果愿意的话，提供出数毫秒量级的快速反应。在优选的实施方案中，除了有意设计外，预处理不会引起任何SMP的转化。

[0041]对基于热激活信号的刚度可调的支架(例如可以为使用SMPs的情况)来说，保持预处理温度低于转化温度可以包括提供低于通常会导致SMP转化的水平的次要激活信号。按这种方式，于是可以提供主要激活信号，从而实现模数的变化，其中主要信号需要最少的能量和时间。在替代的实施方案中，可以使放置可调支架的环境保持在低于转化温度的温度下。无论在哪一种实施方案当中，预处理都可以包括可操作地与可调支架关联的温度传感器和控制器。可以对控制器提供反馈回路，以便在如此设置的情况下提供次要激活信号。另外，温度传感器和控制器可以对环境进行预处理，从而最大限度地减少借助于主要激活信号将SMP转至其转化温度的时间。根据所需的配置情况，预处理可以是静态的或瞬变的。

[0042]预处理温度大于常温与(最低)玻璃化转变温度之间温度差的约50％，大于约80％是优选的，大于约90％是更优选的，大于约95％是还更优选的。

[0043]可以给控制器设定程序，从而引起用于在适合预期应用的所需时间内界定支架的SMP部分的激活。例如，可以给控制器设定程序，从而对与SMP热关联的电阻加热元件提供高电流或低电流。高电流可用来提供快速不可逆的激活，而低电流可用来提供延迟可逆激活。按所描述的方式使用高和低的电流是代表性的，不意味着限制可供控制器的编程多样性或决定可逆性的条件。

[0044]传感器输入可以在性质和数目上有所不同(压力传感器、位置传感器(电容、超声、雷达、相机等)、位移传感器、速度传感器、加速表等)，可以位于车身(例如，护板)上。

[0045]虽然已经提到了形状记忆聚合物，但也可以按类似的方式使用其它的形状记忆材料。如上所述，其它活性材料包括但不限于形状记忆合金、铁磁形状记忆合金、电活性聚合物、压电材料、磁流变弹性体和电流变弹性体。这些形状记忆材料可以单独使用，和/或与SMP组合使用，从而实现刚度、屈服强度和/或力-偏转特性的所需变化。面临诸如热激活信号、电激活信号、磁激活信号、化学激活信号、机械激活信号等的激活条件可以实现这些不同活性材料的特性变化。

[0046]SMAs和MSMAs在被加热到高于其马氏体至奥氏体相转变温度时可以显示出2.5倍的模数增加和高达8％的尺寸变化(取决于预应变量)。SMA变化(不包括应力所致的超弹性)也是单向的，这样一旦施加的场撤除后，可能需要有偏置力回复装置(例如弹簧)使之(SMA)回复到其起始构形。

[0047]压电体在受到外加电压时显示出小的尺寸变化。它们的反应正比于施加的场强，而且是相当快的，能够很容易地达到千赫兹的范围。因为它们的尺寸变化小(<0.1％)，为了大幅增加尺寸变化的幅度，它们通常是以压电陶瓷单晶片和双晶片平片激活器的形式使用，其构造使得当施加相对小的电压时弓成凹或凸的形状。这种补片的快速变形/弯曲适合于快速的激活，尽管所传递的位移力明显小于由SMA获得的那些。还要指出的是，一旦场被撤除后，压电补片自动回复到它们的起始几何形状。

[0048]EAP通常是由一对电极与低弹性模量介电材料的中间层构成的层压体。在电极之间施加电压挤压中间层，造成它在平面上膨胀。EAPs显示出的反应也与施加的场成比例，可以在高频率下激活。

[0049]本书面说明用采用实施例对本发明进行公开，包括最佳的方式，并使任何本领域的技术人员能进行和利用本发明。本发明的专利性范围由权利要求所确定，并可能包括本领域的技术人员所想到的其它实施例。这种其它的实施例也意味着属于权利要求的范围之内，条件是如果它们的结构元件并非不同于权利要求的字面语言所述，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的相当的结构元件。

Claims (20)

1.一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。

2.权利要求1的属性可调支架，其中活性材料包括形状记忆聚合物、形状记忆合金、铁磁形状记忆合金、电活性聚合物、压电材料、磁流变弹性体、电流变弹性体或包含前述活性材料的至少一种的组合。

3.权利要求1的属性可调支架，其中属性的变化包括弹性模量、形状、尺寸、形状取向、减振特性、相变或包含前述属性的至少一种的组合的变化。

4.权利要求1的属性可调支架，还包括可操作地与第一活性材料关联的控制器，用以对第一活性材料提供激活条件，其中该激活条件包括热激活信号、电激活信号、磁激活信号、化学激活信号、机械信号或包含前述激活信号的至少一种的组合。

5.权利要求1的属性可调支架，其中支撑构件包括含有第一活性材料的支撑腿。

6.权利要求1的属性可调支架，其中该支架还包括可操作地与支撑构件的支腿关联的紧固件，其中该紧固件包含第一活性材料，而支撑构件不含第一活性材料，其中紧固件被设置成当面临激活条件和/或作用到紧固件上的预定负荷时释放支撑构件的支腿。

7.权利要求6的属性可调支架，其中紧固件被设置成与支撑腿匹配地接合。

8.权利要求6的属性可调支架，其中紧固件还包括被设置成与支撑腿的开口接合的突出部。

9.权利要求1的属性可调支架，其中支撑构件还包括可操作地与支撑构件关联的、由第二活性材料形成的紧固件，其中紧固件被设置成当面临激活条件和/或作用到紧固件上的预定负荷时释放支撑构件。

10.权利要求9的属性可调支架，其中第一和第二活性材料是相同的。

11.权利要求9的属性可调支架，其中第一和第二活性材料是不同的。

12.权利要求9的属性可调支架，其中紧固件被设置成与支撑腿匹配地接合。

13.权利要求9的属性可调支架，其中紧固件还包括被设置成与支撑腿的开口接合的突出部。

14.一种在动态负荷条件下改变支架的有效刚度属性的方法，该方法包括：

将支架放置在车身和车架中间，其中支架包括紧固件和支撑构件，其中支撑构件被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；和

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载能力的变化。

15.权利要求14的方法，其中活性材料包括形状记忆聚合物、形状记忆合金、铁磁形状记忆合金、电活性聚合物、压电材料或包含前述活性材料的至少一种的组合。

16.权利要求14的方法，其中激活活性材料以实现属性变化包括弹性模量、形状、尺寸、形状取向、相变或包含前述属性的至少一种之组合的变化。

17.权利要求14的方法，其中激活活性材料是通过使用可操作地与活性材料关联的控制器而完成的，其中控制器是可操作的以选择性地对活性材料施加激活条件。

18.权利要求17的方法，其中激活条件包括热激活信号、电激活信号、磁激活信号、化学激活信号、机械信号或包含前述激活信号的至少一种的组合。

19.权利要求14的方法，其中将支架放置在车身和车架中间还包括激活活性材料，从而相对于车架将车身对准到所需的位置上，并减活活性材料，从而相对于车身将车身保持在所需的位置上。

20.权利要求14的方法，还包括预处理活性材料。

Images