BR112013006386B1

BR112013006386B1 - Estruturas ondulatórias

Info

Publication number: BR112013006386B1
Application number: BR112013006386-6A
Authority: BR
Inventors: Zachariah Benjamin; Colin Robert Smith
Original assignee: Techtonic Pty Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2020-12-15
Also published as: JP2013537950A; CA2813000A1; BR112013006386A2; US20130220074A1; AU2011308078B2; CN103249947A; CN103249947B; WO2012040775A1; US9744563B2; EP2622219A4; EP2622219B1; CA2813000C; AU2011308078A1; JP6284765B2; EP2622219A1

Abstract

ESTRUTURAS ONDULATÓRIAS Uma estrutura ondulatória e métodos para a fabricação e uso da mesma. A estrutura ondulatória inclui uma folha curva e um ou mais elementos de entrada de trabalho para deformar a folha curva em uma maneira ondulante em que cada ponto em uma série de pontos sobre um perfil sinuosamente formatado da folha curva se desloca pelo menos parcialmente ao longo de um caminho em formato de oito. A estrutura ondulatória pode ser adaptada para uso como um transdutor em estado sólido em que a folha curva provê vantagem mecânica sem oposição apreciável de forças de restauração elástica, atingindo, assim, características de força. deslocamento e eficiência melhoradas.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS

Este pedido reivindica o benefício de Pedido Provisório da Austrália No. 2010904340, depositado em 27 de setembro de 2010 e Pedido Provisório da Austrália No. 2011901482, depositado em 20 de abril de 2011, os quais são incorporados aqui por referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere geralmente a estruturas que incluem uma folha curva ondulável e a métodos para sua fabricação e uso. Em particular, mas não exclusivamente, a presente invenção se refere a uma faixa diversa de máquinas que utilizam estruturas ondulatórias para realizar trabalho. Modalidades particulares da invenção descritas aqui incluem: transdutores, ventoinhas, bombas, alto-falantes, motores de calor e sistemas de propulsão ondulatórios.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

Sistemas de propulsão ondulatórios são exemplares de máquinas que utilizam membros onduláveis para realizar trabalho. Inspirados biologicamente em certos tipos de peixes e arraias, sistemas de propulsão ondulatórios feitos pelo homem tipicamente produzem impulso por meio da ondulação de barbatanas imersas em fluido. Ao contrário de sistemas de propulsão rotatórios convencionais, sistemas de propulsão ondulatórios podem ser construídos sem mancais rotatórios e vedações, os quais, devido a fendas de tolerância estreitas entre as partes móveis, são suscetíveis a falha por desgaste, ingresso de matéria estranha e corrosão. Em ambientes aquáticos, sistemas de propulsão ondulatórios são potencialmente menos ruidosos, menos danosos ambientalmente e menos suscetíveis a cavitação e danos por impacto que sistemas de propulsão baseados em hélice convencionais.

Apesar das vantagens em potencial de sistemas de propulsão ondulatórios e décadas de pesquisa relacionada, poucos, se houver algum, são produzidos comercialmente devido a seu custo, complexidade e desempenho. Sistemas de propulsão ondulatórios conhecidos requerem tipicamente muitos atuadores e sistemas de controle sofisticados. O peixe robótico descrito no Journal of Vibration and Control Vol.12 No.12 (2006) pp. 1337-1359 (Low et al.), por exemplo, tern 20 motores auxiliares e seis microcontroladores para atuar um par de barbatanas.

Adicionando complexidade e pontos de falha em potencial adicionais, as barbatanas dos peixes robóticos mencionados previamente são feitas de segmentos rígidos interconectados com juntas deslizantes. As juntas deslizantes são necessárias para acomodar uma distância variável entre elementos de atuação, o que é um problema comum com sistemas de propulsão ondulatórios baseados em barbatana. Uma solução alternativa foi construir a barbatana a partir de um material flexível que permite que uma folga se forme entre elementos de atuação, mas isso afeta prejudicialmente a eficiência propulsiva do sistema e a capacidade de manejamento de energia.

Um sistema de propulsão ondulatório comparativamente simples operável com um único elemento de atuação e sem controle eletrônico é descrito no Journal of Fluids and Structures 23 (2007) pp. 297-307 (Krylov et al.). Ele usa um braço de eixo acionado por motor para gerar uma onda elástica em uma tira de borracha tendo uma borda longitudinal presa. Uma desvantagem da simplicidade do sistema é que o formato geral da tira de borracha é livre e é influenciado por um número de fatores que tendem a fazer com que a entrega de energia seja subótima e difícil de controlar. Em particular, o amortecimento pelo fluido circundante reduz a amplitude da onda elástica com distância crescente do braço de eixo acionado por motor, e a reflexão da onda elástica pode resultar em interferência destrutiva.

Um dispositivo tendo um elemento sinuoso semelhante a uma barbatana similar a um número de sistemas de propulsão ondulatórios que é capaz de ser acionado por relativamente poücos elementos atuadores é apresentado na SICE-ICASE International Joint Conference Oct. 2006 pp. 5847-5852 (Rossiter et al.). O dispositivo compreende uma série de elementos atuadores montados sobre um feixe elasticamente curvo. Uma sequência de ativação particular dos elementos atuadores produz um caminho de deformação circular no centro do feixe, que pode ser usado para transportar de forma incremental um objeto sólido com a ajuda de uma plataforma para descarregar o objeto do centro do feixe ao longo de parte de seu caminho de deformação circular. Indesejavelmente, o dispositivo transporta objetos sólidos com uma moção não uniforme, requer alta força de atuação para elevar de forma cíclica o objeto transportado e sofre perdas de eficiência devido à não recuperação de energia potencial em ambas as formas elástica e gravitacional.

Como será descrito abaixo, folhas curvas onduláveis podem funcionar como transformadores mecânicos. Transformadores mecânicos são amplamente usados para ajustar a impedância de uma fonte de energia mecânica a uma carga usando vantagem mecânica. Análogo a um transformador elétrico que altera a razão de voltagem a corrente de energia elétrica entre terminais de entrada e saída, um transformador mecânico altera a razão de força a velocidade de energia mecânica.

Transformadores mecânicos usados em conjunção com transdutores em estado sólido são usualmente integrados dentro da arquitetura do transdutor. Tipos de arquiteturas de transdutor bem conhecidas que proveem vantagem mecânica incluem configurações empenadora, braço de alavanca e flextensional. Uma característica geralmente encontrada em transdutores em estado sólido, até mesmo quando usados em configurações provendo vantagem mecânica, é que eles experimentam uma força de restauração elástica bruta que opõe, de forma crescente, deformação afastando-se de uma posição de equilíbrio. Consequentemente, a força de restauração elástica bruta reduz a capacidade de saída e causa distorção de saída. Sob condições oscilatórias, a força de restauração elástica bruta se combina com características de massa e amortecimento do transdutor para produzir uma resposta dependente de frequência, tipicamente resultando em baixa eficiência do transdutor, exceto em uma frequência ressonante de banda estreita.

Foram relatadas poucas arquiteturas de transdutor incorporando transformadores mecânicos que contrabalançam forças elásticas internas para reduzir ou eliminar a elasticidade bruta e seus efeitos. Uma arquitetura de transdutor tal é descrita na patente dos EUA número 6.236.143 (Lesieutre et al.), a qual usa compressão axial para pré-curvar um elemento empenador piezoelétrico reduzindo, assim, sua rigidez lateral. Embora forças elásticas dentro do elemento empenador pré-curvo possam ser contrabalançadas em uma posição, a arquitetura sofre os efeitos de elasticidade em operação, pois ela não tem um caminho de deformação estável de forma neutra. Arquiteturas de transdutor que têm um caminho de deformação estável de forma neutra incluem projetos baseados em correias contínuas, exemplificados pela patente dos EUA número 4,010,612 (Sandoval), e molas de fita elásticas de forma neutra, tais como descritas nos Procedimentos da 45th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics e

Materials Conference Apr. 2004, pp. 1922, (Murphey et al). Embora superem desvantagens associadas a forças de restauração elástica brutas, ambas as arquiteturas de transdutor têm baixa densidade de energia, pois têm somente uma pequena proporção de sua capacidade de atuação total efetiva a qualquer dado momento. Ademais, molas de fita elásticas de forma neutra são inadequadas para muitas aplicações devido, geralmente, a uma baixa resistência a deformação, não apenas ao longo de seu caminho estável de forma neutra. Por outro lado, projetos de correia contínua tendem a ser mais robustos, mas são sobrecarregados pelo peso e volume de estruturas de suporte necessárias para manter a tensão de correia.

Estruturas em formato de sela podem ser encontradas, entre outros lugares, em arquitetura, mas geralmente não têm forças elásticas contrabalançadas, fazendo-as mal-adequadas para uso em máquinas como transformadores mecânicos. A patente dos EUA número 4.183.153 (Dickson) descreve modelos de geometria hiperbólica produzidos por meio da junção de formatos específicos de material flexível que podem render uma estrutura em formato de sela com forças elásticas pelo menos parcialmente equilibradas. O método de fabricação descrito produz uma junção que é um ponto de falha em potencial e pode criar descontinuidades em geometria e propriedades de material que obstruem o equilíbrio elástico fino.

À luz do estado da técnica, é um objetivo da presente invenção abordar ou pelo menos atenuar uma ou mais das desvantagens ou deficiências do estado da técnica, ou pelo menos prover ao público uma alternativa útil. Objetivos adicionais serão evidentes a partir da seguinte descrição.

RESUMO DA INVENÇÃO

Modalidades da presente invenção se referem a estruturas compreendendo uma folha curva que é deformável em uma maneira ondulante.

Em uma forma, embora não necessite ser a única, ou, de fato, a forma mais ampla, a invenção reside em uma estrutura compreendendo: uma folha curva tendo um perfil sinuosamente formatado; e um ou mais elementos de entrada de trabalho em comunicação com a folha curva para deformar a folha curva em uma maneira ondulante em que cada ponto em uma série de pontos sobre o perfil sinuosamente formatado se desloca pelo menos parcialmente ao longo de um caminho em formato de oito em relação a uma moldura de referência comum.

Preferencialmente, a folha curva é em formato de sela em que tem um perfil sinuosamente formatado visto a partir de uma seção circunferencial da mesma. Em outras configurações, a folha curva pode ter um perfil sinuosamente formatado visto a partir de uma seção linear ou curva da mesma, fazendo possível estruturas ondulantes que mais se assemelham a barbatanas de peixe. O formato da folha curva pode também ser impactado pelo modo em que o perfil sinuosamente formatado varia em amplitude em uma direção que se estende normalmente a partir da seção a partir da qual é visto; em várias configurações a amplitude pode ser substancialmente constante, monotônica ou sinuosamente variável.

Em outra forma, embora não necessite ser a forma mais ampla, a invenção reside em uma estrutura, compreendendo: uma folha curva tendo um ponto de sela em que a seção da folha curva adjacente ao ponto de sela tem um formato de sela; e um ou mais elementos de entrada de trabalho conectados à seção da folha curva para agir para reorientar rotativamente o formato de sela da seção em relação ao ponto de sela deformando a folha curva.

Preferencialmente, em cada uma das formas descritas acima, a estrutura é uma máquina para realizar trabalho sobre um ou mais corpos em comunicação com a máquina, por meio da qual a folha curva realiza trabalho sobre o um ou mais corpos como resultado de ser deformada em uma maneira ondulante. Nessas modalidades, a folha curva pode agir como um transformador mecânico configurado para prover vantagem mecânica entre o um ou mais elementos de entrada de trabalho e o um ou mais corpos em comunicação com a máquina.

Preferencialmente, em cada forma da estrutura descrita acima, a folha curva é deformável em uma maneira ondulante com energia de deformação bruta substancialmente constante, por meio da qual a folha curva pode ser deformada sem oposição apreciável de forças de restauração elástica.

Em ainda outra forma, embora não necessite ser a forma mais ampla, a invenção reside em um método para realizar trabalho sobre um ou mais corpos em comunicação com uma folha curva tendo um perfil sinuosamente formatado, o método incluindo deformar a folha curva em que cada ponto em uma série de pontos sobre o perfil sinuosamente formatado da folha curva se desloca pelo menos parcialmente ao longo de um caminho em formato de oito em relação a uma moldura de referência comum por meio da qual a folha curva se move em uma maneira ondulante e exerce uma força produtora de moção sobre o um ou mais corpos como resultado da deformação.

Em ainda outra forma, embora não necessite ser a forma mais ampla, a invenção reside em um método para fabricar uma estrutura compreendendo as etapas de:

formar um perfil sinuosamente formatado em uma folha compatível induzindo tensões de curvatura ali; e

prover pelo menos um elemento de entrada de trabalho em comunicação com uma folha compatível para fazer com que cada ponto em uma série de pontos sobre o perfil sinuosamente formatado se desloque em um caminho em formato de oito em relação a uma moldura de referência comum.

Preferencialmente, formar um perfil sinuosamente formatado em uma folha compatível inclui induzir tensões residuais na folha compatível por meio de um processo de formação de rolamento, entrançamento, aplainamento ou repuxamento. Alternativamente ou adicionalmente, formar um perfil sinuosamente formatado em uma folha compatível inclui tensionar externamente a folha compatível.

Formas adicionais e características da presente invenção se tornarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada.

Definições

Como usado aqui, uma "folha" se refere a um produto formatado cuja espessura é pequena em relação a seu comprimento e largura, quer seja chato ou não e quer tenha uma espessura constante ou não; e inclui os seguintes termos dentro de sua definição: placa, tira, folha de metal, película, casca, membrana, fita, disco e anel.

Como usado aqui, o termo "curvo" se refere a um estado pós-curvo no qual a folha empenou, torceu ou enrugou como resultado de uma instabilidade elástica.

Como usado aqui, "aceleração" é definida como incluindo "desaceleração".

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Para que a presente invenção possa ser prontamente entendida e colocada em prática, referência será feita agora às figuras anexas em que:

Figura 1A ilustra uma vista em perspectiva de uma estrutura de acordo com um aspecto da presente invenção;

Figura 1B ilustra o movimento da estrutura mostrada na Figura 1A em operação;

Figura 2 mostra um esquemático elétrico da estrutura da Figura 1 A;

Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de um transdutor linear de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 4 ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de uma bomba de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 5 ilustra uma vista em perspectiva de um dispositivo de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 5B mostra o movimento do dispositivo mostrado na Figura 5A em operação;

Figura 6A ilustra uma vista em perspectiva de um motor de calor de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 6B ilustra uma vista explodida aumentada e parcialmente transparente em perspectiva do motor de calor mostrado na Figura 6A;

Figura 7 mostra um esquemático de fluxo de fluido do motor de calor da Figura 6A;

Figura 8 ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um atuador rotatório acoplado na periferia de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 9 ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um atuador rotatório acoplado por fricção de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 10A ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de outra estrutura de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 10B ilustra o movimento da estrutura mostrada na Figura 10A em operação;

Figura 10C ilustra uma vista parcial aumentada da Figura 10B;

Figura 11A mostra um esquemático elétrico da estrutura mostrada na Figura 10A;

Figura 11B mostra uma série de formas de onda elétricas para acionar a estrutura mostrada na Figura 10A;

Figura 12 ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de uma bomba vedada hermeticamente de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 13 ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um agitador de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 14 ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um transdutor acústico de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 15A ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um dispositivo ondulatório de rotação limitada de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 15B ilustra o movimento operacional do dispositivo ondulatório de rotação limitada da Figura 15A em vista lateral;

Figura 15C mostra uma vista lateral de um atuador acoplado direto utilizando o dispositivo ondulatório de rotação limitada da Figura 15A;

Figura 16A ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um dispositivo ondulatório de translação limitada de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 16B ilustra o movimento operacional do dispositivo ondulatório de translação limitada da Figura 16A em vista lateral;

Figura 16C mostra uma vista lateral de um atuador acoplado por formato utilizando o dispositivo ondulatório de translação limitada da Figura 16A;

Figura 17A ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um dispositivo ondulatório em oito limitado de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 17B ilustra o movimento operacional do dispositivo ondulatório em oito limitado da Figura 17A em vista lateral;

Figura 17C mostra uma vista lateral de um atuador acoplado por fricção utilizando o dispositivo ondulatório em oito limitado da Figura 17A;

Figura 18 ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um sistema de propulsão ondulatório de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 19 ilustra uma vista parcialmente transparente em perspectiva de um propulsor ondulatório de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 20 é um fluxograma geral de um método para fabricar uma estrutura de acordo com outro aspecto da presente invenção;

Figura 21 ilustra uma vista em perspectiva de componentes para fabricar a estrutura da Figura 10A de acordo com uma modalidade do método ilustrado na Figura 20; e

Figura 22 ilustra uma vista em perspectiva de componentes para fabricar a estrutura da Figura 1A de acordo com outra modalidade do método ilustrado na Figura 20.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS

A Figura 1A ilustra uma estrutura 100, de acordo com um aspecto da presente invenção. A estrutura 100 compreende uma folha curva 110 tendo compatibilidade distribuída, conectada de forma fixa em seu centro a uma haste de suporte 120. A folha curva 110 é curva por meio de tensões residuais ali, provendo-a de: um perfil circunferencial sinuosamente formatado e, em modalidades preferenciais, formatado de forma sinusoidal 112; um formato de sela generalizado 114 assemelhando-se a um paraboloide hiperbólico, o formato de sela 114 tendo um ponto de sela central 116 em que o perfil circunferencial formatado de forma sinusoidal 112 aumenta em amplitude com distância crescente a partir do ponto de sela central 116; e estabilidade neutra. A estrutura 100 compreende adicionalmente elementos de entrada de trabalho na forma de doze segmentos de atuador piezoelétrico 130 montados de forma anelar sobre a folha curva 110 de jeito unimorfo. Conectores elétricos 140 percorrendo a haste de suporte 120 e a folha curva 110 proveem energia elétrica aos segmentos de atuador 130. Opcionalmente, um fluido 150 circundando e em comunicação com a folha curva 110 provê um corpo sobre o qual a folha curva 110 pode realizar trabalho quando é deformada.

A Figura 1B mostra o movimento da estrutura 100 em operação em que os segmentos de atuador 130 agem para deformar a folha curva 110 em uma maneira ondulante em resposta a uma série particular de entradas elétricas. A série de tempo de moção 160 mostra um caminho de deformação ondulatória da folha curva 110 em que o formato de sela 114 é reorientado rotativamente em relação ao ponto de sela 116. Representando a moção de um ponto em uma série de pontos sobre o perfil circunferencial formatado de forma sinusoidal 112 por toda a série de tempo de moção 160, um marcador 170 se desloca ao longo de um caminho em formato de oito curvo fora de plano 180 em relação à haste de suporte 120. Enquanto a folha curva 110 pode ser deformada em uma maneira ondulante sem oposição apreciável de forças de restauração elástica, deve-se notar que o formato de sela 114 tem estabilidade considerável para seu peso devido a sua curvatura biaxial.

A Figura 2 mostra um esquemático elétrico 200 da estrutura 100, com os segmentos de atuador 130 retratados em perfil circunferencial. Os segmentos de atuador 130 se conformam ao perfil circunferencial formatado de forma sinusoidal 112 da folha curva 110 e, consequentemente, têm curvatura variante de forma sinusoidal. Um fornecedor de energia de três fases 210 provê energia elétrica aos segmentos de atuador 130 através de conectores elétricos 140. Cada fase do fornecedor de energia 210 é conectada a um grupo de segmentos de atuador 130 que dinamicamente tem uma magnitude de curvatura ajustada em virtude de simetria do perfil circunferencial formatado de forma sinusoidal 112. Segmentos de atuador alternados 130 são configurados com polaridade reversa de forma a ajustar a direção de curvatura aparente dos segmentos de atuador 130 como visto por cada fase do fornecedor de energia 210. A ativação dos segmentos de atuador 130 pelo fornecedor de energia 210 age para alinhar a curvatura variante de forma sinusoidal da folha curva 110 e segmentos de atuador 130 com um padrão sinusoidal rotatório de forças de encurvamento circunferencial que resultam da ativação.

Vantajosamente, deformação ondulatória da folha curva 110 ocorre com energia de deformação bruta substancialmente constante ou, em outras palavras, ao longo de um caminho de deformação estável de forma neutra em que forças elásticas são contrabalançadas dinamicamente tanto na folha curva 110 quanto nos segmentos de atuador 130. Consequentemente, forças de atuação produzidas pelos segmentos de atuador 130 não são diminuídas por forças de restauração elástica localizadas, permitindo que a estrutura 100 exiba características de força, deslocamento e distorção melhoradas, assim como alta eficiência e desempenho de banda larga em comparação a arquiteturas de transdutor tradicionais. Adicionalmente a ser elasticamente equilibrada, a deformação ondulatória da folha curva 110 é dinamicamente equilibrada devido a uma simetria de moção tal que forças exercidas pela folha curva 110 sobre a haste de suporte 120 que poderiam resultar em ruído e vibração são minimizadas.

Usando os segmentos de atuador 130 para deformar a folha curva 110 de forma que seu formato de sela 114 seja reorientado rotativamente, a estrutura 100 pode funcionar como uma estrutura de transmutação, a qual poderia ser usada, por exemplo, como um visor estético ou para variar o fluxo de um fluido em um caminho de fluxo. Em um modo similar, a estrutura 100 pode funcionar como uma máquina para realizar trabalho sobre o fluido 150. Ao fazê-lo, a folha curva pode agir como um transformador mecânico, provendo vantagem mecânica para converter alta tensão, expansão de esforço baixo dos segmentos de atuador 130 em alta deflexão de baixa força do fluido 150. Para maximizar o trabalho realizado sobre o fluido 150, a quantidade de vantagem mecânica provida pelo arranjo pode ser adaptada, por exemplo, por meio do posicionamento radial dos segmentos de atuador 130 sobre a folha curva 110.

Quando o fluido 150 é ar, a estrutura 100 pode funcionar como uma ventoinha gerando fluxo de ar. Em comparação a ventoinhas convencionais, a estrutura 100 tem vantagens em potencial de baixo ruído, baixo custo e uma resistência a obstrução por poeira; e, em comparação a ventoinhas piezoelétricas do tipo lâmina, tem a habilidade de operar de forma eficiente em uma ampla faixa de velocidades. Configurando o fornecedor de energia de três fases 210 para oscilar a velocidade de deformação ondulatória da folha curva 110, a estrutura 100 pode funcionar como um alto-falante gerando energia acústica. Em comparação a alto-falantes de bobina móvel convencionais, a estrutura 100 tem vantagens em potencial de alta eficiência e baixa distorção devido a: a habilidade de acelerar a deformação da folha curva 110 a partir de qualquer orientação rotacional do formato de sela 114 tal que molas de centralização e amortecimento mecânico e elétrico associado tipicamente usados para gerenciar as oscilações geradas pelas molas de centralização não sejam requeridos; a habilidade de controlar de forma precisa a orientação rotacional do formato de sela da folha curva 110; a capacidade de a folha curva 110 produzir grandes deflexões; e alta estabilidade de formato da folha curva 110. A estrutura 100 pode, certamente, gerar energia acústica e de fluxo em fluidos diferentes do ar, tais como água. Outras funções podem ser realizadas pela estrutura 100 como se tornará aparente com referência às Figuras 3 e 4.

A Figura 3 mostra um transdutor linear 300 compreendendo a estrutura 100, um deslizador 310 montado de forma deslizante sobre a haste de suporte 120 da estrutura 100 e varas de conexão 320 conectadas de forma pivotante à folha curva 110 da estrutura 100 em uma extremidade e conectadas de forma pivotante na outra extremidade ao deslizador 310. Usando os segmentos de atuador 130 para deformar a folha curva 110 em uma maneira ondulante, o transdutor funciona como um atuador linear em que o deslizador 310 é encorajado a deslizar sobre a haste de suporte 120. Operado de forma reversa, o deslizador 310 pode ser acionado por uma força oscilatória para deformar a folha curva 110 em uma maneira ondulante por meio da qual os segmentos de atuador 130 geram cargas elétricas. Dessa forma, o transdutor linear pode funcionar como um sensor de posição ou como um gerador elétrico.

A Figura 4 ilustra uma bomba 400 compreendendo uma estrutura modificada 100a, similar à estrutura 100 exceto por uma haste de suporte encurtada 120a. A haste de suporte encurtada 120a é conectada de forma fixa dentro de um invólucro da metade superior 410 e um invólucro da metade inferior 420 com conectores elétricos 140 (ocultos) passando através de e vedados estaticamente no invólucro da metade inferior 420. Os invólucros das metades superior e inferior 410 e 420 são mostrados de forma transparente para revelar uma cavidade 430 para acomodar a deformação ondulatória da folha curva 110 e isso forma um caminho de fluxo de fluido que inclui entradas de fluido 440 e uma descarga de fluido 450. A deformação ondulatória da folha curva 110 acelera um fluido 150 (não mostrado) através da cavidade 430. Vantajosamente, a bomba pode ser vedada hermeticamente para eliminar emissões fugitivas. A bomba pode também ser usada como um atuador acústico modulando a aceleração do fluido 150.

A Figura 5A ilustra um dispositivo 500, particularmente adequado para uso como uma ventoinha. O dispositivo 500 compreende uma estrutura modificada 100b, similar à estrutura 100 exceto que a folha curva 110 é conectada de forma fixa através de sua borda ao invés de seu centro à haste de suporte 120, de forma a aumenta seu pico de deslocamento. A Figura 5B mostra o movimento do dispositivo 500 em operação, uma série de tempo de moção 510 mostrando o caminho de deformação da folha curva 110.

As Figuras 6A e 6B ilustram um motor de calor 600 de acordo com outro aspecto da presente invenção, a Figura 6B mostrando uma vista explodida aumentada e parcialmente transparente para ilustrar sua estrutura.

O motor de calor 600 compreende um rotor 610, um estator de metade superior 620 e um estator de metade inferior 630. O estator de metade superior 620 inclui uma entrada de fluido quente 621, uma tubulação principal de entrada de fluido quente 623, portas de entrada de fluido quente 626, uma saída de fluido frio 622, uma tubulação principal de saída de fluido frio 624, portas de saída de fluido frio 625 e uma superfície de contato superior em formato de sela 627. O estator de metade inferior 630 inclui uma saída de fluido quente 631, uma tubulação principal de saída de fluido quente 633, portas de saída de fluido quente 636, uma entrada de fluido frio 632, uma tubulação principal de entrada de fluido frio 634, portas de entrada de fluido frio 635 e uma superfície de contato inferior em formato de sela 637. O rotor 610 compreende uma haste rotativa 611, uma pluralidade de folhas curvas em formato de sela estáveis de forma neutra 612 axialmente fixas à haste rotativa 611 e uma ou mais tiras anelares 613 dispostas simetricamente sobre e unidas a cada uma das folhas curvas 612. As tiras anelares 613 têm um coeficiente de expansão térmica diferente daquele das folhas curvas 612 de forma a formar elementos bimorfos térmicos 614 que agem como elementos de entrada de trabalho para deformar as folhas curvas 612. A largura estreita das tiras anelares 613 é projetada de forma que os elementos bimorfos térmicos 614 agem predominantemente em um sentido circunferencial. Os elementos bimorfos térmicos 614 são prensados entre as superfícies de contato superior e inferior 627 e 637 e são providos de perfurações de forma a formar um caminho de fluxo de fluido quente 615 (não mostrado) entre as portas de entrada de fluido quente 626 e as portas de saída de fluido quente correspondentes 636 e um caminho de fluxo de fluido frio 616 (não mostrado) entre as portas de entrada de fluido frio 635 e as portas de saída de fluido frio correspondentes 625. Opcionalmente, o rotor 610 inclui adicionalmente espaçadores compatíveis perfurados dispostos entre elementos bimorfos térmicos adjacentes 614 e entre os elementos bimorfos térmicos 614 e os estatores das metades superior e inferior 620 e 630 para reduzir fricção e reduzir o escoamento de fluido entre os caminhos de fluxo de fluido quente e frio 615 e 616.

A Figura 7 mostra um esquemático de fluxo de fluido 700 do motor de calor 600 com os elementos bimorfos térmicos 614 retratados em perfil circunferencial. Um fluido quente 710 provê energia térmica ao motor de calor 600 para ser parcialmente convertida em trabalho mecânico e um fluido frio 720 possibilita a rejeição de calor residual. Os fluidos quente e frio 710 e 720 passam através dos caminhos de fluxo de fluido quente e frio respectivos 615 e 616 de forma a induzir uma distribuição de temperatura nos elementos bimorfos térmicos 614 configurados para gerar um padrão de forças de encurvamento circunferencial nos elementos bimorfos térmicos 614 que agem para deformar as folhas curvas 612 em uma maneira ondulante. Para que as folhas curvas 612 se deformem em uma maneira ondulante, os elementos bimorfos térmicos 614 pressionam contra as superfícies de contato superior e inferior 627 e 637 de modo a engatar de forma deslizante e enredante com os estatores das metades superior e inferior 620 e 630 por meio dos quais o rotor 610 é levado a rotacionar em uma maneira contínua. Em comparação a motores de calor do tipo correia contínua que também deformam ciclicamente uma folha ativa ao longo de um caminho estável de forma neutra, o motor de calor 600 é capaz de alta densidade de energia devido a: empilhamento compacto dos elementos bimorfos térmicos 614; e empenamento distribuído dos elementos bimorfos térmicos 614 permitindo que uma alta proporção de sua capacidade de atuação seja efetiva em qualquer dado momento.

Em modalidades alternativas do motor de calor 600, as folhas curvas 612 podem ser projetadas para engatar com os estatores das metades superior e inferior 620 e 630 em formas adicionais ou alternativas. Ilustrando uma forma alternativa de engatar uma folha curva em formato de sela com um membro relativamente rotativo, a Figura 8 mostra um atuador rotatório acoplado na periferia 800 que compreende uma estrutura modificada 100c e um alojamento 810 que é mostrado de forma transparente para revelar detalhe da estrutura modificada 100c. A estrutura modificada 100c é similar à estrutura 100, exceto por ter mais que uma folha curva 110 conectada de forma fixa em seus centros respectivos à haste de suporte 120 para prover estabilidade em relação ao alojamento 810 e para prover saída de energia aumentada. O alojamento 810 inclui: um número de protrusões 812 para evitar movimento axial relativo da haste de suporte 120 por meio da captura das folhas curvas 110; e um perfil interno 814 que é geralmente quadrado em formato com cantos arredondados conformando-se ao perfil das folhas curvas 110 vistas de cima. A deformação das folhas curvas 110 em uma maneira ondulante faz com que as folhas curvas 110 pressionem contra o alojamento 810 em sua periferia de modo a engatar de forma deslizante e enredante com o alojamento 810 por meio do qual a haste de suporte 120 é levada a rotacionar em relação ao alojamento 810 em uma maneira contínua.

Ilustrando outra forma alternativa de engatar uma folha curva em formato de sela com um membro relativamente rotativo, a Figura 9 mostra um atuador rotatório acoplado por fricção 900. O atuador rotatório acoplado por fricção 900 compreende a estrutura 100, um invólucro da metade superior 910 tendo uma superfície de fricção superior 915 e um invólucro da metade inferior 920 tendo uma superfície de fricção inferior 925. A folha curva 110 da estrutura 100 é prensada entre as superfícies de fricção superior e inferior 915 e 925 de forma que é engatada de forma friccionai com os invólucros das metades superior e inferior 910 e 920 em cristas e vales de seu perfil circunferencial formatado de forma sinusoidal 112. Os invólucros das metades superior e inferior 910 e 920 são mostrados de forma transparente para revelar um vazio 930 formado ali configurado para acomodar a deformação ondulatória da folha curva 110 e rotação relativa da haste de suporte 120. Com referência à Figura 1B e o caminho em formato de oito curvo fora de plano 180, a deformação da folha curva 110 em uma maneira ondulante pode ser vista como provocando uma moção tangencial nas cristas e vales de seu perfil circunferencial formatado de forma sinusoidal 112, agindo no mesmo sentido horário em relação à haste de suporte 120 quando vista de cima. Essa moção tangencial em mesmo sentido da folha curva 110 em áreas em que está em contato com as superfícies de fricção superior e inferior 915 e 925 age para mover a folha curva 110 simultaneamente sobre as superfícies de fricção superior e inferior 915 e 925 em uma moção semelhante a um rolamento, por meio da qual a haste de suporte 120 é levada a rotacionar em relação aos invólucros das metades superior e inferior 910 e 920 em uma maneira contínua.

A Figura 10A ilustra outra estrutura 1000 de acordo com outro aspecto da presente invenção. A estrutura 1000 compreende uma tira curva 1010 composta de um material de memória de formato ativável termicamente conectado de forma fixa ou, em modalidades alternativas, de forma pivotante a um suporte relativamente rígido 1020 ao longo de uma borda longitudinal 1012. A tira curva 1010 tem um perfil sinuosamente formatado 1014 visto a partir de uma seção linear, a qual aumenta em amplitude em uma direção transversa a partir da borda longitudinal 1012. Na modalidade ilustrada, a tira curva 1010 tem um perfil sinuosamente formatado 1014 tendo dois comprimentos de onda; entretanto, modalidades alternativas podem ter perfis com um número diferente de comprimentos de onda, incluindo valores não inteiros. A estrutura 1000 compreende adicionalmente uma pluralidade de elementos de aquecimento resistentes operáveis ciclicamente 1030 embutidos em ou, em modalidades alternativas, afixados a uma face da tira curva 1010. A memória de formato de porções da tira curva 1010 pode ser ativada em uma maneira particular por meio dos elementos de aquecimento 1030 para agir como elementos de entrada de trabalho para deformar a tira curva 1010 em uma maneira ondulante. Um fluido 1040 em comunicação com a tira curva 1010 age como um dissipador de calor para desativar localmente a memória de formato da tira curva 1010 por meio do resfriamento de porções da tira curva 1010 não sendo aquecidas ativamente pelos elementos de aquecimento 1030. O fluido 1040 também pode agir como um corpo sobre o qual a tira curva 1010 pode realizar trabalho quando ela é deformada. Opcionalmente, os elementos de aquecimento 1030 podem ser eletricamente isolados da tira curva 1010 como descrito posteriormente com referência à Figura 21.

A Figura 10B mostra o movimento da estrutura 1000 em operação, a série de tempo de moção 1050 ilustrando a tira curva 1010 sendo deformada em uma maneira ondulante. Vantajosamente, a tira curva 1010 age como um mecanismo completamente compatível deformando-se em uma maneira ondulante com compatibilidade distribuída, permitindo que ela opere sem juntas deslizantes ou a formação de folga. Mais vantajosamente, o estado curvo da tira curva 1010 permite que ela seja deformada em uma maneira ondulante com energia de deformação bruta substancialmente constante por meio da qual ela pode ser deformada sem oposição apreciável de forças de restauração elástica. A Figura 10C é uma vista parcial aumentada da Figura 10B. Representando moção de um ponto em uma série de pontos sobre o perfil formatado de forma sinusoidal 1014 por toda a série de tempo de moção 1050, um marcador 1060 se desloca ao longo de um caminho em formato de oito curvo fora de plano 1070 em relação ao suporte 1020.

A Figura 11A mostra um esquemático elétrico 1100 da estrutura 1000. Uma série de formas de onda elétricas 1110 proveem energia elétrica aos elementos de aquecimento 1030, os quais são retratados em perfil longitudinal. Pode-se notar examinando a tira curva 1010 que um terço de cada metade de comprimento de onda de seu perfil sinuosamente formatado 1014 é relativamente reto em comparação aos dois terços restantes. Analogamente, os elementos de aquecimento 1030 são configurados na tira curva 1010 com um espaçamento de um a cada um sexto de um comprimento de onda para produzir tensões retificantes localizadas usando o efeito de memória de formato de forma a possibilitar a deformação da tira curva 1010 em uma maneira ondulante. A série de formas de onda elétricas 1110 compreende uma primeira fase 1120, uma segunda fase 1130 e uma terceira fase 1140 para conexão elétrica respectiva ao terceiro, segundo e primeiro elementos de aquecimento 1030 de cada metade de comprimento de onda da tira curva 1010 através de conectores elétricos 1150.

A Figura 11B mostra detalhes da série de formas de onda elétricas 1110 para acionar a estrutura 1000. Em sua forma mais básica, as fases 1120, 1130 e 1140 da série de formas de onda elétricas 1110 operam ciclicamente em sequência, a ordem e frequência das quais determinam a respectiva direção e velocidade de deformação ondulatória da tira curva 1010.

Modificações podem ser feitas a essa forma básica das fases 1120, 1130 e 1140 para vários propósitos, incluindo: maximizar a eficiência energética, uniformizar a entrega de energia interciclos, proteção contra sobretemperatura e proteção contra sobredeformação. Tais modificações incluem, mas não são limitadas a: modulação de largura de pulso, modulação de amplitude e uma variável de tempo 1160 para avançar ou retardar a operação sequencial entre as fases 1120, 1130 e 1140. Na modalidade da estrutura 1000 mostrada, a série de formas de onda elétricas 1110 provê controle de circuito aberto da tira curva 1010, mas feedback tal como temperatura ou feedback posicionai pode ser incorporado controle de circuito fechado.

Entender-se-á prontamente que configurações e tecnologias de atuação alternativas podem ser usadas como elementos de entrada de trabalho para deformar a tira curva 1010 em uma maneira ondulante. Por exemplo, a memória de formato da tira curva 1010 pode ser ativada por meio da passagem direta de uma corrente elétrica através do material de memória de formato ou por meio da canalização de um fluido adequadamente quente em comunicação térmica com ela. A tira curva 1010 pode ter uma memória de formato tal que a ativação causa um empenamento ao invés de uma ação retificante ou pode, ao contrário, ser composta de materiais diferentes dos materiais de memória de formato com ativação por outro meio tal como aquele descrito abaixo em referência à Figura 20. O número de elementos de aquecimento 1030 pode ser variado para dar uma maior precisão de movimento ou para simplificar a fabricação e operação. Ademais, os elementos de aquecimento 1030 podem ser controlados individualmente para influenciar no formato da tira curva 1010, incluindo, dentro de certa faixa, as características de amplitude e comprimento de onda de seu perfil sinuosamente formatado 1014.

A estrutura 1000 pode ser usada como um sistema de propulsão ondulatório por meio de afixação a uma embarcação de forma que a tira curva 1010 seja submersa em água paralela à direção de movimento desejada. Será claro àqueles versados na técnica que a estrutura 1000 também pode funcionar como um atuador, um sensor, um gerador, uma ventoinha, uma bomba ou um alto-falante em uma forma similar à estrutura 100.

A Figura 12 ilustra uma bomba vedada hermeticamente 1200 compreendendo a estrutura 1000 e um invólucro 1210 conectado de forma fixa ao suporte 1020 da estrutura 1000. O invólucro 1210 é mostrado de forma transparente para revelar ali uma cavidade cuneiforme 1212 para acomodar a deformação ondulatória da tira curva 1010 e direcionar o fluxo do fluido 1040 (não mostrado). Em modalidades alternativas, uma borda principal e/ou uma borda delimitadora da tira curva 1010 pode ser estreitada para reduzir a resistência e minimizar o impacto de efeitos de extremidade sobre o formato da tira curva 1010.

A Figura 13 mostra um agitador 1300 compreendendo uma tira curva curvada 1310 composta de um material de memória de formato ativável termicamente, afixada de forma fixa a um suporte curvo relativamente rígido 1320. O agitador compreende adicionalmente uma pluralidade de elementos de aquecimento 1030 embutidos na tira curva curvada 1310 para agir para deformá-la em uma maneira ondulante de forma a agitar um fluido circundante (não mostrado). O agitador 1300 é similar à estrutura 1000, exceto que a tira curva curvada 1310 tem um perfil sinuosamente formatado 1312 visto a partir de uma seção circunferencial ao invés de uma seção linear. Em modalidades alternativas, a tira curva curvada 1310 e o suporte curvo rígido 1320 podem ser descontínuos e/ou ter curvatura variável em que a tira curva curvada 1310 tem um perfil sinuosamente formatado 1312 visto a partir de uma seção curvada.

A Figura 14 mostra um transdutor acústico 1400 de acordo com outro aspecto da presente invenção. O transdutor acústico 1400 compreende uma folha curva 1410 composta de um material de memória de formato, tendo uma primeira borda 1412 e uma segunda borda oposta 1414, ambas a primeira e segunda bordas 1412 e 1414 conectadas de forma fixa a uma moldura 1420. A folha curva 1410 é curvada por tensões de cisalhamento geradas por forças impostas pela moldura 1420, de forma a formar um perfil sinuosamente formatado 1416 visto a partir de uma seção linear da folha curva 1410. O perfil sinuosamente formatado 1416 tem amplitude substancialmente constante com distância crescente a partir da primeira borda 1412, uma redução em amplitude ocorrendo nas cercanias próximas da primeira e segunda bordas 1412 e 1414 onde a folha curva 1410 é conectada à moldura 1420. O transdutor acústico 1400 compreende adicionalmente uma pluralidade de aquecedores de tira 1430 dispostos sobre a folha curva 1410 e uma série de eletrodos 1440 para transmitir energia elétrica aos aquecedores de tira 1430 para ativar a memória de formato de porções da folha curva 1410. Energia acústica é gerada em um fluido (não mostrado) em comunicação com a folha curva 1410 aplicando uma série adequada de formas de onda elétricas à série de eletrodos 1440 para controlar a taxa de deformação da folha curva 1410 em uma maneira ondulante em que cada ponto em uma série de pontos sobre o perfil sinuosamente formatado 1416 se desloca pelo menos parcialmente ao longo de um caminho em formato de oito em relação à moldura 1420.

Enquanto a folha curva 1410 é curvada por tensões de cisalhamento geradas por forças exercidas pela moldura 1420, muitas outras configurações e arranjos conhecidos na técnica para fazer com que uma folha se curve podem ser empregados em modalidades alternativas do transdutor acústico 1400; por exemplo, um arranjo que usa forças exercidas por um substrato elástico para curvar uma tira é descrito em Physical Review E Vol.75 No.1 (2006) pp. 016609 (Concha et al.). A folha curva 1410 exibe um padrão de encurvamento de listras retas, mas nas modalidades alternativas do transdutor acústico 1400, a folha curva 1410 pode exibir diferentes padrões de encurvamento também tendo um perfil sinuosamente formatado que pode ser deformado em uma maneira ondulante, incluindo padrões descritos como tabuleiro de damas, faixas ondulantes e ziguezague. Como alguns desses padrões de encurvamento têm perfis sinuosamente formatados biaxiais, pode ser possível deformar a folha curva 1410 em uma maneira em que a deformação ondulatória pode ocorrer em diferentes direções.

As Figuras 15A, 16A, 17A e 18 mostram modalidades da presente invenção em que uma tira é mantida em uma forma curvada tendo um perfil sinuosamente formatado por mecanismos que dinamicamente restringem um ou mais graus de liberdade de pelo menos dois pontos sobre seu perfil sinuosamente formatado um em relação ao outro. Em cada uma dessas modalidades, a tira pode ser deformada em uma maneira ondulante por elementos de entrada de trabalho agindo sobre os mecanismos que restringem pontos sobre o perfil da tira para que a tira realize trabalho sobre um fluido circundante. Entretanto, elementos de entrada de trabalho podem agir de outros modos sobre a tira, em cujo caso os mecanismos que restringem pontos sobre o perfil da tira podem funcionar como corpos sobre os quais a tira realiza trabalho.

A Figura 15A ilustra um dispositivo ondulatório de rotação limitada 1500 compreendendo uma tira curva 1510 tendo um perfil sinuosamente formatado 1512, conectada de forma rígida e axial a um par de hastes rotativas 1514 ao longo de suas bordas longitudinais. As hastes rotativas 1514 são conectadas rotativamente a uma moldura 1520 e são conectadas a um mecanismo correia-polia 1530 para restringir sua rotação uma em relação à outra. Ilustrando o movimento do dispositivo ondulatório de rotação limitada 1500 em operação, a Figura 15B mostra um diagrama de moção 1540 do perfil sinuosamente formatado 1512 conforme a tira curva 1510 é deformada em uma maneira ondulante. Uma série de pontos 1550 sobre o perfil sinuosamente formatado 1512 se desloca em caminhos respectivos 1560 conforme a tira curva 1510 se deforma. Uma característica da deformação da tira curva 1510 que se tornará aparente com referência às Figuras 16B e 17B é que cada ponto na série de pontos 1550 se desloca um caminho em formato de oito em relação a uma moldura de referência comum vista a partir da moldura 1520 movendo-se em um caminho congruente ao caminho em formato de oito deslocado por cada ponto.

Como o transdutor linear 300, o dispositivo ondulatório de rotação limitada 1500 pode ser acoplado direto a um corpo sólido para realizar trabalho sobre ele. A Figura 15C mostra um atuador acoplado direto 1570 compreendendo o dispositivo ondulatório de rotação limitada 1500 e um acoplador direto 1580 fixo à tira curva 1510. A deformação da tira curva 1510 em uma maneira ondulante gera moção do acoplador direto 1580, a qual em modalidades preferenciais é moção linear devido ao acoplador direto 1580 ser localizado centralmente sobre a tira curva 1510.

A Figura 16A ilustra um dispositivo ondulatório de translação limitada 1600 compreendendo uma tira curva 1610 tendo um perfil sinuosamente formatado 1612. Hastes transladáveis 1614 são alinhadas axialmente e rigidamente conectadas às bordas longitudinais e linha média longitudinal da tira curva 1610. As hastes transladáveis 1614 são conectadas de forma pivotante a deslizadores 1620, os quais formam mecanismos de jugo escocês por meio de conexão transladável a um membro de suporte 1630 e carnes de polia 1622 em uma maneira ortogonal. Os carnes de polia 1622 são conectados rotativamente ao membro de suporte 1630 e restringidos rotativamente um em relação ao outro por correias 1624 para restringir a translação das hastes transladáveis 1614 uma em relação à outra.

Ilustrando o movimento do dispositivo ondulatório de translação limitada 1600 em operação, a Figura 16B mostra um diagrama de moção 1640 do perfil sinuosamente formatado 1612 conforme a tira curva 1610 é deformada em uma maneira ondulante. Uma série de pontos 1650 sobre o perfil sinuosamente formatado 1612 se deslocam em caminhos respectivos 1660 conforme a tira curva 1610 se deforma. Uma característica da deformação da tira curva 1610 que se tornará mais aparente com referência à Figura 17B é que cada ponto na série de pontos 1650 se desloca um caminho em formato de oito em relação a uma moldura de referência comum vista a partir do membro de suporte 1630 movendo-se em um caminho congruente com o componente horizontal do caminho em formato de oito deslocado por cada ponto.

O dispositivo ondulatório de translação limitada 1600 pode ser acoplado direto a um corpo sólido para realizar trabalho sobre ele ou pode ser acoplado pelo formato de seu perfil sinuosamente formatado 1612 similar ao motor de calor 600. A Figura 16C mostra um atuador acoplado por formato 1670 compreendendo o dispositivo ondulatório de translação limitada 1600 e um acoplador de formato 1680 tendo uma abertura sinuosamente formatada 1682 engatada de forma deslizante e enredante à tira curva 1610.

A rotação dos carnes de polia 1622 causa a moção linear do acoplador de formato 1680, ou, de forma reversa, a moção linear do acoplador de formato 1680 causa a rotação de cames de polia 1622.

A Figura 17A ilustra um dispositivo ondulatório em oito limitado 1700 similar ao dispositivo ondulatório de translação limitada 1600, mas tendo uma série adicional de mecanismos de jugo escocês. O dispositivo ondulatório em oito limitado 1700 compreende uma tira curva 1710 tendo um perfil sinuosamente formatado 1712. Hastes dinâmicas 1714 são alinhadas axialmente e conectadas rigidamente às bordas longitudinais e linha média longitudinal da tira curva 1710. As hastes dinâmicas 1714 são conectadas de forma pivotante a deslizadores horizontais 1720, os quais formam mecanismos de jugo escocês de ação horizontal por meio de conexão transladável aos deslizadores verticais 1722 e cames 1734 em uma maneira ortogonal. Por sua vez, os deslizadores verticais 1722 formam mecanismos de jugo escocês de ação vertical por meio de conexão transladável em uma maneira ortogonal ao membro de suporte 1630 e cames de polia 1622 (ocultos pelos deslizadores verticais 1722) por meio de guias conectados de forma pivotante 1724. Os cames 1734 são conectados rotativamente aos cames de polia 1622 por meio de um conjunto de engrenagem interno com um razão de 2:1 (não mostrado) de forma que os deslizadores horizontais 1720 e, consequentemente, as hastes dinâmicas 1714 se deslocam em caminhos em formato de oito em relação ao membro de suporte 1630. Os cames de polia 1622 são conectados rotativamente ao membro de suporte 1630 e restringidos rotativamente um em relação ao outro por meio de correias 1624 para restringir os caminhos em formato de oito das hastes dinâmicas 1714 uma em relação à outra

Ilustrando o movimento do dispositivo ondulatório em oito limitado 1700 em operação, a Figura 17B mostra um diagrama de moção 1740 do perfil sinuosamente formatado 1712 conforme a tira curva 1710 é deformada em uma maneira ondulante. Uma série de pontos 1750 sobre o perfil sinuosamente formatado 1712 se desloca em caminhos respectivos 1760 conforme a tira curva 1710 se deforma. Pode ser visto que cada ponto na série de pontos 1650 se desloca um caminho em formato de oito em relação ao membro de suporte 1630.

O dispositivo ondulatório em oito limitado 1700 pode ser acoplado direto ou acoplado por formato a uma corpo sólido para realizar trabalho sobre ele ou, ao contrário, pode ser acoplado por fricção, similar ao atuador rotatório acoplado por fricção 900. A Figura 17C mostra um atuador acoplado por fricção 1770 compreendendo o dispositivo ondulatório em oito limitado 1700 modificado com uma série de pés compatíveis 1716 afixados à tira curva 1710 para aumentar a fricção e prover espaço livre para as hastes dinâmicas 1714. O atuador acoplado por fricção 1770 compreende adicionalmente um acoplador de fricção 1780 tendo um superfície interna superior 1782 e uma superfície interna inferior oposta 1784 para engatar os pés compatíveis 1716 de forma friccionai. A deformação da tira curva 1710 em uma maneira ondulante comunica uma moção tangencial cooperativamente atuante sobre os pés compatíveis 1716 em contato com as superfícies internas superior e inferior 1782 e 1784 de forma a mover a tira curva 1710 simultaneamente sobre as superfícies internas superior e inferior 1782 e 1784 em uma moção semelhante a rolamento. Guias anti-rotação (não mostrados) evitam a rotação do acoplador de fricção 1780 restringindo- o a um caminho translacional. Em modalidades alternativas, os guias anti- rotação podem ser omitidos se o acoplador de fricção é suficientemente suportado através do uso de pelo menos um dispositivo ondulatório em oito limitado 1700 adicional ou uma tira curva 1710 tendo um perfil sinuosamente formatado 1712 com comprimentos de onda múltiplos.

A moção das tiras curvas 1510, 1610 e 1710 pode bifurcar em ondas de deslocamento aparente para frente ou para trás em duas posições opostas em um ciclo ondulante quando deformadas em uma maneira ondulante pelos mecanismos que proveem restrições dinâmicas em cada dispositivo. Em modalidades alternativas dos dispositivos 1500, 1600 e 1700, um mecanismo adicional pode ser provido para restringir dinamicamente um ponto adicional sobre as respectivas tiras curvas 1510, 1610 e 1710 para prover a moção determinística da mesma, estendendo, assim, a adequação dos dispositivos 1500, 1600 e 1700 a aplicações em que mais da metade de um ciclo ondulatório contínuo é requerida e a direção aparente de ondulação é importante. Enquanto restringir dinamicamente o caminho de um ponto adicional sobre as tiras curvas 1510 e 1610 envolve complexidade adicional, a restrição de um ponto adicional sobre a tira curva 1710 pode ser atingida simplesmente por meio da adição de um mecanismo de jugo escocês duplo apropriadamente ajustado em fase devido à congruência dos caminhos 1760. Ao invés de restringir completamente a moção de um ponto adicional sobre as tiras curvas 1510, 1610 e 1710, mecanismos de tensionamento tais como molas, guias ou atuadores secundários podem ser configurados para agir sobre as tiras curvas 1510, 1610 e 1710 para prover moção determinística das mesmas.

Será apreciado que uma variedade de mecanismos pode ser usada para manter dinamicamente uma folha em forma curva. Com referência ao dispositivo ondulatório em oito limitado 1700, ligações de quatro barras podem ser substituídas pelos mecanismos de jugo escocês duplos para gerar os caminhos em formato de oito 1760 e engrenagens, ligações mecânicas ou atuadores controlados eletronicamente podem ser substituídos pelas correias 1624. A Figura 18 mostra um sistema de propulsão ondulatório 1800 ilustrando um projeto de ligação de quatro barras acoplado por engrenagem que restringe a moção de pontos sobre uma tira curva a caminhos em formato de oito acoplados. O sistema de propulsão ondulatório 1800 compreende uma tira curva 1810 tendo um perfil sinuosamente formatado 1812 e hastes dinâmicas 1814 alinhadas de forma axial e conectadas de forma rígida às bordas longitudinais e duas posições intermediárias da tira curva 1810. As hastes dinâmicas 1814 são conectadas de forma rígida ou, em modalidades alternativas, de forma pivotante a barras de conexão 1820, as quais são conectadas rotativamente em uma extremidade a primeiros braços de manivela 1830 e conectadas rotativamente em uma extremidade oposta a segundos braços de manivela 1832. Os primeiros e segundos braços de manivela 1830 e 1832 são conectados rotativamente a uma estrutura de montagem 1840, os primeiros braços de manivela 1830 conectados a uma haste de acionamento 1850 por meio de conjuntos de engrenagens sem-fim 1860 e conjuntos de engrenagens não circulares 1862, os quais também são rotativamente conectados à estrutura de montagem 1840. Para deformar a tira curva 1810 em uma maneira ondulante com energia de deformação bruta substancialmente constante, os conjuntos de engrenagens não circulares 1862 são formatados para produzir moção sinusoidal biaxial das hastes dinâmicas 1814 quando a haste de acionamento 1850 é rotacionada em uma velocidade constante.

Enquanto a tira curva 1810 é suficientemente restringida para ter moção determinística, a direção rotacional de cada um dos segundos braços de manivela 1832 pode bifurcar quando alinhados verticalmente com os respectivos primeiros braços de manivela 1830. Forças elásticas exercidas pela tira curva 1810 agem para evitar a bifurcação de rotação dos segundos braços de manivela 1832, mas, em modalidades alternativas, os primeiros braços de manivela 1830 e segundos braços de manivela 1832 podem ser acoplados adicionalmente a conjuntos de engrenagens não circulares, ou para obviar à necessidade de quaisquer conjuntos de engrenagens não circulares, com conjuntos de engrenagens diferenciais convencionais.

Vantajosamente, o sistema de propulsão ondulatório 1800 é capaz de transmitir energia constante durante um ciclo ondulatório devido ao número e espaçamento das hastes dinâmicas 1814 sobre o perfil sinuosamente formatado 1812 da tira curva 1810 e porque as duas hastes dinâmicas mais externas 1814 veem metade da carga apresentada por um fluido circundante em relação às duas hastes dinâmicas mais internas 1814. Outra vantagem do sistema de propulsão ondulatório 1800 é que a tira curva 1810 é deformável em uma maneira ondulante sem atuadores múltiplos e sistemas de controle complexos, necessitando somente de entrada de energia rotacional na haste de acionamento 1850.

A Figura 19 ilustra um propulsor ondulatório 1900 similar à estrutura 1000 mas acionado mecanicamente como o sistema de propulsão ondulatório 1800. O propulsor ondulatório 1900 compreende uma folha curva semelhante a barbatana 1910 tendo um perfil sinuosamente formatado 1912, conectada de forma fixa ao longo de uma borda longitudinal a uma estrutura de reforço 1920 e conectada de forma fixa ao longo de sua largura em intervalos longitudinais a estacas 1914 adjacentes a uma extremidade da mesma. As estacas 1914 são conectadas de forma pivotante em uma posição intermediária à estrutura de reforço 1920 em linha onde a folha curva 1910 é conectada e conectadas de forma pivotante em outra extremidade a uma extremidade das respectivas varas de conexão 1930. As varas de conexão 1930 são rotativamente conectadas em outra extremidade a um virabrequim 1940, por que a rotação do virabrequim 1940 faz com que as estacas 1914 exerçam forças laterais sobre a folha curva 1910 que agem para deformá-la em uma maneira ondulante em que cada ponto em uma série de pontos sobre seu perfil sinuosamente formatado 1912 se desloca em um caminho em formato de oito. O componente longitudinal do caminho em formato de oito pode ser atribuído à rigidez compressional da folha curva 1910 e é favorecido nas estacas 1914 por movimento nas juntas das varas de conexão 1930.

Embora o mecanismo de virabrequim usado no propulsor ondulatório 1900 tenha uma contagem de parte relativamente baixa, ele não faz com que a folha curva 1910 seja deformada ao longo de um caminho estável de forma neutra devido à oscilação não sinusoidal das estacas 1914. O desequilíbrio resultante de forças elásticas desenvolvido na folha curva 1910 conforme ela é deformada impõe um torque oscilatório sobre o virabrequim 1940, cujos efeitos podem ser suprimidos afixando um volante ao virabrequim 1940 ou provendo um torque oscilatório de contrapeso. Outros projetos de mecanismo podem naturalmente ser usados em modalidades alternativas do propulsor ondulatório 1900 para deformar a folha curva 1910 em uma maneira ondulante, o que pode reduzir o torque oscilatório sobre o virabrequim 1940 provendo oscilação das estacas 1914 em uma maneira mais sinusoidal.

A Figura 20 é um fluxograma geral de um método 2000 para fabricar uma estrutura de acordo com outro aspecto da presente invenção. O método 2000 inclui a etapa 2010 de formar um perfil sinuosamente formatado em uma folha compatível induzindo tensões de curvatura ali. Tipicamente, a folha compatível tem uma dimensão máxima de entre 2cm e 2m; entretanto, modalidades da presente invenção também podem ser úteis em escalas muito menores e muito maiores, por exemplo, como microbombas ou propulsores de navio.

A folha compatível usada na etapa 2010 pode ser composta de qualquer material que se autossustenta adequado, o qual em geral é um material que tem um limite elástico suficiente para evitar deformação plástica ou falha proveniente de tensões de atuação e encurvamento combinadas. Outras considerações de seleção de material podem incluir resistência a fadiga, histerese elástica, características de relaxamento de tensão e características de deformação, assim como resistência a substâncias químicas, corrosão, desgaste e extremos de temperatura. A título de exemplo e não limitação de materiais que podem ser usados, a folha curva 110 da estrutura 100 pode ser papel ou plástico, as folhas curvas 612 e tiras anelares 613 do motor de calor 600 podem ser ligas baseadas em ferro, cobre, níquel ou titânio e a folha curva 1910 do propulsor ondulatório 1900 pode ser um elastômero reforçado por fibra. Em geral, a folha compatível tem espessura constante e é inicialmente chata e não tensionada; entretanto, variações podem ser engenhadas para influenciar suas características de estabilidade em uma configuração curva. Preferencialmente, a folha compatível tem propriedades mecânicas isotrópicas para simplificar o equilíbrio das forças elásticas; entretanto, propriedades anisotrópicas podem ser úteis for induzir tensões de curvatura na folha compatível.

Para realizar a etapa 2010, as tensões de curvatura podem ser induzidas na folha compatível por forças exercidas sobre ela por membros de tensão. Tais membros de tensão podem ser estáticos como a moldura 1420 do transdutor acústico 1400 ou dinâmicos como as hastes dinâmicas 1814 do sistema de propulsão ondulatório 1800. Membros de tensão ativáveis podem também ser incorporados à folha compatível para fazer com ela se curve ou para alterar a estabilidade de uma configuração curva particular. Induzir tensões de curvatura na folha compatível somente quando é requerido para operação pode ser vantajoso quando a folha compatível é construída a partir de materiais nos quais o equilíbrio elástico degrade com o tempo quando deixados estacionários devido a deformação ou relaxamento de tensão. Alternativamente ou adicionalmente, a folha compatível pode ser curvada por tensões residuais induzidas nela por processos de formação ou fabricação.

Mostrando uma folha compatível antes que forças de encurvamento sejam exercidas sobre ela por um membro de tensão estática para realizar a etapa 2010, a Figura 21 ilustra componentes 2100 que podem ser usados para fabricar a estrutura 1000. Os componentes incluem uma submontagem aquecedora 2110 e uma pré-forma 2120 que se torna a tira curva 1010. A submontagem aquecedora 2110 é um aquecedor de tira flexível compreendendo elementos de aquecimento resistivos 1030 envoltos em camada exterior isolada eletricamente condutiva termicamente 2112. A pré- forma 2120 é composta de um material de memória de formato, com formato estabelecido ao formato de um setor anelar chato e inclui um bolso 2122 para que a submontagem aquecedora 2110 seja inserida e fixa e uma aba 2124 para conectar de forma fixa a pré-forma 2120 ao suporte 1020. Tensões de curvatura na pré-forma 2120 são geradas devido a uma diferença em curvatura entre a aba 2124 e o suporte relativamente rígido 1020 ao qual ela é fixa.

Mostrando uma folha compatível antes de ser sujeita a um processo de fabricação para induzir tensões residuais nela para realizar a etapa 2010, a Figura 22 ilustra componentes 2200 que podem ser usados para fabricar a folha curva 110. Os componentes 2200 incluem um disco com fenda 2210 tendo uma fenda radial 2215 e um setor 2220 para ser unido em cada borda radial a bordas opostas da fenda radial 2215, por meio da qual a folha compatível é comprimida de forma circunferencial. Preferencialmente, o disco com fenda 2210 e o setor 2220 são unidos de forma tão homogênea quanto possível para evitar descontinuidades na geometria e propriedades de material que poderiam enfraquecer a estrutura e obstruir o equilíbrio elástico fino. Até mesmo mais preferencialmente, a folha curva 110 é fabricadas sem junções por meio da indução de tensões residuais circunferenciais ou radiais em um disco chato usando métodos que incluem processos de formação mecânicos, térmicos, químicos e eletromagnéticos de forma a gerar compressão em uma área anelar exterior do disco. Processos de formação mecânicos adequados para esticar de forma circunferencial uma seção anelar exterior do disco chato para esse propósito incluem: rolamento; aplainamento; repuxamento não convencional em que o disco chato é rotacionado em uma velocidade suficiente para agitação aeroelástica para cause deformação plástica; e entrançamento, incluindo entrançamento por golpeamento, entrançamento por granalhagem, entrançamento por laser e entrançamento por pontos. Será apreciado que muitos desses processos de formação podem ser aplicados mais geralmente para fabricar estruturas da presente invenção; a tira curva 1010, por exemplo, pode ser formada a partir de uma tira reta chata por entrançamento com intensidade crescente a partir de uma distância da borda longitudinal 1012 de forma a induzir tensões de curvatura residuais.

Tensões de curvatura residuais também podem ser induzidas em uma folha compatível durante a fabricação da folha. Por exemplo, folhas compatíveis crochetadas com fio que são curvas pela variação do número de pontos em carreiras sucessivas são descritas na Mathematical Intelligencer Vol.23 No.2 (2001) 1337-1359 (Henderson et al.) como construções do piano hiperbólico. Pessoas versadas irão apreciar como o método descrito pode ser aplicado a outros processos de fabricação tais como tricô, tecelagem e macramé. Outra forma de induzir tensões de curvatura residuais em uma folha compatível é utilizar propriedades anisotrópicas da folha compatível como é conhecido na técnica em relação a laminados de compostos não simétricos. Também pode ser possível induzir tensões de curvatura residuais em uma folha compatível de um material moldável tal como polpa de papel ou plástico, fazendo com que um perfil sinuosamente formatado no material moldável ondule conforme é endurecido por um processo de secagem, cura, resfriamento ou similares.

Após a etapa 2010 de formar um perfil sinuosamente formatado em uma folha compatível, o método 2000 para fabricar uma estrutura pode opcionalmente incluir a etapa 2020 de verificar a folha compatível para equilíbrio elástico aceitável. Preferencialmente, verificações de equilíbrio elástico são realizadas medindo a força requerida para deformar a folha compatível em uma maneira ondulante em várias posições, mas também poderiam ser realizadas por outros métodos tais como uma análise de vibração da folha compatível enquanto ela é deformada em uma maneira ondulante. Tipicamente, o estado de equilíbrio elástico objetivado é um estado de estabilidade neutra tal que a folha compatível é ondulável sem oposição apreciável de forças de restauração elástica. Em alguns casos, entretanto, pode ser desejável que a folha compatível tenha um perfil de energia de deformação variável que pode incluir uma ou mais posições estáveis. Por exemplo, forças de restauração elástica exercidas sobre o deslizador 310 do transdutor linear 300 poderiam ser customizadas como uma função de sua posição. Se o estado de estabilidade da folha compatível determinado pela etapa 2020 não é aceitável, a etapa 2030 de equilíbrio elástico pode ser realizada. O equilíbrio elástico pode ser atingido em um número de modos, incluindo: alterar a distribuição de forças externas agindo sobre a folha compatível; alterar a distribuição de tensões residuais na folha compatível; alterar localmente a rigidez geométrica da folha compatível; e alterar localmente a rigidez de material da folha compatível.

Opcionalmente, o método 2000 para fabricar uma estrutura inclui a etapa 2040 de unir a folha compatível a um suporte para controlar o caminho de deformação da folha compatível em relação a seu ambiente e, em alguns casos, para transmitir energia mecânica. Compensação no equilíbrio elástico da folha compatível pode ser requerida em casos em que um orifício é perfurado na folha compatível para acomodar o suporte; entretanto, em outros casos tais como a estrutura 100, um orifício central pode ser perfurado na folha curva 110 sem alterar substancialmente sua forma ou características de estabilidade.

O método 2000 para fabricar uma estrutura inclui adicionalmente a etapa 2050 de prover elementos de entrada de trabalho em comunicação com a folha compatível para deformar seu perfil sinuosamente formatado em uma maneira ondulante. Em geral, os elementos de entrada de trabalho são atuadores para tensionar localmente a folha compatível para causar deformação ondulatória; entretanto, a moção ondulatória também pode ser gerada alterando localmente a rigidez geométrica ou rigidez de material da folha compatível. Atuadores podem unir entre a folha compatível e um suporte externo, podem ser conectados entre dois pontos sobre a folha compatível, podem agir sobre a folha compatível em uma maneira distribuída ou podem eles mesmos formar a folha compatível. Os atuadores podem ser arranjados para acoplar primariamente com o empenamento longitudinal ou circunferencial da folha compatível, mas poderiam ser alternativamente arranjados para acoplar com o empenamento lateral ou radial da folha compatível ou uma combinação dos mesmos. Pessoas versadas irão apreciar que muitos tipos e configurações de atuador alternativos podem ser empregados como elementos de entrada de trabalho para causar pelo menos ondulação parcial da folha compatível. Atuadores adequados podem incluir, sem limitação: atuadores eletromagnéticos, eletrostáticos, hidráulicos, pneumáticos, de bimaterial térmico, piezoelétricos, de polímero eletroativo, de material de memória de formato, magnetostritivos e eletrostritivos.

Por todas as figuras, linhas de grade projetadas foram mostradas em vista em perspectivas de folhas curvas em formato de sela para enfatizar sua curvatura e não indicam bordas ou formam parte da invenção.

Por toda a especificação, o objetivo foi descrever a invenção sem limitar a invenção a qualquer modalidade ou coleção de características específicas. Pessoas versadas na técnica relevante podem realizar variações a partir das modalidades específicas que irão, não obstante, cair dentro do escopo da invenção.

Claims

1. Estrutura (100), caracterizada pelo fato de que compreende: uma folha curva (110) tendo um perfil sinuosamente formatado (112); e um ou mais elementos de entrada de trabalho (130) em comunicação com a folha curva (110) para deformar a folha curva (110) em uma maneira ondulante em que cada ponto (170) em uma série de pontos sobre o perfil sinuosamente formatado (112) se desloca pelo menos parcialmente ao longo de um caminho em formato de oito (180) em relação a uma moldura de referência comum.

2. Estrutura (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a folha curva (110) compreende um material tendo propriedades mecânicas isotrópicas.

3. Estrutura (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a folha curva (110) tem um perfil sinuosamente formatado (112) que é formatado de forma sinusoidal.

4. Estrutura (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a folha curva (110) tem um perfil sinuosamente formatado (112) visto a partir de uma seção da folha curva (110) tendo um formato selecionado a partir do grupo consistindo em: circunferencial, linear e curvo.

5. Estrutura (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a folha curva (110) tem um perfil sinuosamente formatado (112) visto a partir de uma seção da folha curva (110), o perfil sinuosamente formatado (112) tendo uma amplitude que é caracterizada em uma direção que se estende normalmente a partir da seção em uma forma selecionada a partir do grupo consistindo em: substancialmente constante, monotônico e sinuosamente variável.

6. Estrutura (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a folha curva (110) é em formato de sela (114).

7. Estrutura (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a folha curva (110) é sem juntas.

8. Estrutura (100), caracterizada pelo fato de que compreende: uma folha curva (110) tendo um ponto de sela (116) em que a seção da folha curva (110) adjacente ao ponto de sela (116) tem um formato de sela (114); e um ou mais elementos de entrada (130) de trabalho conectados à seção da folha curva (110) tendo um formato de sela (114) para agir para reorientar rotativamente o formato de sela (114) da seção em relação ao ponto de sela (116) deformando a folha curva (110).

9. Estrutura (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 18, caracterizada pelo fato de que a folha curva (110) é deformável em uma maneira ondulante com energia de deformação bruta substancialmente constante, por meio da qual a folha curva (110) pode ser deformada sem oposição apreciável de forças de restauração elástica.

10. Estrutura (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 19, caracterizada pelo fato de que a estrutura está na forma de um dentre os seguintes: um transdutor; um atuador; um sensor; um gerador; uma ventoinha; uma bomba; um alto-falante; um motor de calor; e um sistema de propulsão.

11. Estrutura (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 19, caracterizada pelo fato de que a estrutura (100) é uma máquina para realizar trabalho sobre um ou mais corpos (150) em comunicação com a máquina, por meio da qual a folha curva (110) realiza trabalho sobre o um ou mais corpos (150) como resultado de ser deformada em uma maneira ondulante.

12. Estrutura (100), de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a folha curva (110) é um transformador mecânico configurado para prover vantagem mecânica entre o um ou mais elementos de entrada de trabalho (130) e o um ou mais corpos (150) em comunicação com a máquina.

13. Método para realizar trabalho sobre um ou mais corpos (150) em comunicação com uma folha curva (110) tendo um perfil sinuosamente formatado (112), caracterizado pelo fato de que o método inclui deformar a folha curva (110) em que cada ponto (170) em uma série de pontos sobre o perfil sinuosamente formatado (112) da folha curva (110) se desloca pelo menos parcialmente ao longo de um caminho em formato de oito (180) em relação a uma moldura de referência comum por meio da qual a folha curva (110) exerce uma força produtora de moção sobre o um ou mais corpos (150) em comunicação com a estrutura ondulatória (100) como resultado da deformação.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a folha curva (110) é deformada com energia de deformação bruta substancialmente constante por meio da qual a deformação da folha curva (110) é atingida sem oposição apreciável de forças de restauração elástica.

15. Método para fabricar uma estrutura (100), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: formar um perfil sinuosamente formatado (112) em uma folha compatível (110) induzindo tensões de curvatura ali; e prover pelo menos um elemento de entrada de trabalho (130) em comunicação com a folha compatível (110) para fazer com que cada ponto (170) em uma série de pontos sobre o perfil sinuosamente formatado (112) se desloque em um caminho em formato de oito (180) em relação a uma moldura de referência comum.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de unir a folha compatível (110) a um suporte (120).

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de equilibrar elasticamente a folha compatível (110).

18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a etapa de formar um perfil sinuosamente formatado (112) em uma folha compatível (110) compreende a etapa de tensionar externamente a folha compatível (110).

19. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a etapa de formar um perfil sinuosamente formatado (112) em uma folha compatível (110) compreende a etapa de induzir tensões residuais na folha compatível (110).

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a etapa de induzir tensões residuais na folha compatível inclui um ou mais dentre os processos de formação selecionados a partir do grupo de: rolamento, entrançamento (peening), aplainamento (planishing) e repuxamento.