اساساً، بررسي وشناخت رفتار مكانيكي مواد متأثر از بارگذاريهاي مختلف (خصوصاً در رابطه با كامپوزيتهاي پليمري)، از موضوعات پر اهميت درصنايع گوناگون بوده و تعيين كننده نوع كاربرد و نيز محدوديتهاي آنهاست . بنابرين ايجاد شرايط مناسب جهت اعمال بارگذاريهاي متنوع و مركب ، به منظورفراهم آوردن بستر لازم جهت انجام مطالعات وآزمايشات تجربي در راستاي تحليل رفتار مكانيكي مواد مورد نظر در شرايط كاركرد آنها از اهميت خاصي برخوردار مي¬باشد. اين اختراع وسيله¬اي مناسب براي مطالعه¬ي رفتار ساختارهاي متنوع سيلندري شكل با جنسهاي متفاوت (به خصوص از نوع كامپوزيتي و به ويژه از نوع رشته¬پيچي شده آن¬(Filament Wound Composite Structures) به اختصار: (FWCS)) است، لذا چنانچه اعمال بارگذاريهاي توأم و پيچيده (Complex loading) ، از نوع بارگذاريهاي ضربه اي (Impact loading) در محدوده متنوعي از سرعت هاي اعمال ضربه، و با حضور توأمان پيشبار فشاري(Hydrostatic preloading) مد نظر باشد، و از آنجا كه اعمال اين بارگذاريهاي مركب (Hybrid loading) از پيچيدگيهاي خاصي (مثلاً از جهت ماهيت اعمال بارگذاري و يا زاويه اعمال آن) برخوردار است ،كه عموماً از حيطه كاري دستگاههاي آزمايشگاهي تك منظوره ي متداول خارج مي باشد، اين اختراع به عنوان ابزاري خاص و كارآمد، ارائه مي گردد و به كمك آن ساختارهاي متنوع سيلندري شكل با جنسهاي متفاوت، و با محدوده ي متنوعي از ابعاد، با اعمال تغييراتي اندك قابل آزمون و بررسي مي باشند. ضمناً ماهيت طراحي اين اختراع به نحوي انجام شده كه با توجه به: نكات و مزاياي مورد اشاره قبلي، در كنار تقارن طراحي و امكان كنترل دقيق موارد موثر در نتيجه آزمون؛ اين اختراع را به وسيله اي مناسب جهت انجام آزمايشات و تحقيقات ويژه¬اي همچون بارگذاري¬هاي ضربه اي متفاوت ، به ويژه از نوع بارگذاري¬هاي ضربه اي سرعت بالا بر روي ساختارهاي سيلندري شكل خاصه از نوع (FWCS)، تبديل مي¬نمايد. لذا با توجه به اهميت دستيابي به شناخت مناسب و دقيقتر از رفتار مكانيكي مواد خصوصاً كامپوزيتهاي پليمري، اختراع حاضر ارائه گرديده كه با سهولت، دقت و قابليت اطمينان بالايي، امكان اعمال ايمنِ بارگذاري¬هاي هيبريدي توأم و پيچيده را ، از نوع بارگذاريهاي ضربه اي در محدوده متنوعي از سرعت هاي اعمال ضربه، و با حضور توأمان محدوده وسيعي از انواع پيشبارهاي فشاري داخلي (اعم از اعمال پيشبار گذاريها از نوع: عادي ، سيكلي و تركيبي)، فراهم مي آورد.

اين اختراع در زمينه مهندسي پليمر-لاستيك-پلاستيك- نانوكامپوزيت است. اكثر مواد مصرفي در صنايعي همچون روكش كابل كه از نوع لاستيكي هستند به دليل انجام پخت و داشتن افزودني ها، در اثر مرور زمان خشك و شكننده مي شوند. اين مواد از قابليت فرآورش مجدد و بازيافت نيز برخوردار نبوده و اگر هم قابل فرآورش باشند، محصولاتي با كيفيتي به مراتب پايين تر توليد مي كنند. اين عدم قابليت بازيافت، به پخت و همچنين تعدد افزودني هاي موجود در نمونه ها باز مي گردد. اين عوامل سبب مي شوند تا از استفاده مجدد آنها در محصولي خاص جلو گيري شود. به طور مثال، افزودني هايي همچون گوگرد، كمك دهنده هاي پخت و دوده مي توانند به دليل تغيير ماهيت شيميايي و همچنين خواص فيزيكي (رنگ ماده) در كاربرد محصول اوليه و ثانويه نوليد شده محدوديت هايي را بوجود آورند. هدف اين اختراع، ساخت موادي است كه همزمان با داشتن خواص مكانيكي قابل قبول، انعطاف پذير بوده و قابليت فرآورش مجدد براي توليد محصولي با كيفيت را نيز داشته باشد. تركيبات توليد شده در اين اختراع به دليل داشتن تنها يك پركننده (كه به طور بسيار كمي رنگ ماده را تحت تاثير قرار مي دهد) و يك عامل پخت (با شرايط پخت مشخص)، علاوه بر كاهش تعداد افزودني هاي مختلف در لاستيك ها، قابليت فرآورش مجدد در كاربردي مشابه با محصول اوليه را دارا است. اين محصول قابليت استفاده در عايق بندي روكش كابل هاي ولتاژ پايين و شيلنگ هاي مورد مصرف در دماي پايين را دارد. همچنين مي تواند به صورت افزودني براي اصلاح خواص بيان شده در بالا و همچنين به منظور عامل ايجادكننده قوام سيال به مذاب پليمري اضافه شود. كالاهاي ساخته شده از اين محصولات داراي قابليت فرآورش مجدد هستند.

چند لايه¬هاي فلز/ كامپوزيت از لايه¬هاي فلزي و لايه¬هاي ساخته شده از كامپوزيت¬هاي اليافي تشكيل شده¬اند و به دليل ويژگي¬هاي مكانيكي خوب كه تلفيقي از خواص مكانيكي مناسب فلزها و كامپوزيت¬هاست،كاربرد وسيعي در صنايع، به ويژه صنايع هواپيما سازي پيدا كرده¬اند. دليل اصلي رشد سريع استفاده از چند لايه¬هاي فلز/كامپوزيت به عنوان جايگزين ورق‌هاي آلومينيوم يكپارچه كه در ساخت بدنه هواپيما استفاده مي‌شود، مقاومت خستگي و مقاومت به ضربه بسيار خوب اين چند لايه‌ها است. اما يكي از مشكلات عمده اين مواد، جدايش لايه‌ها در هنگام اعمال بار است. اهميت اين موضوع در آن است كه اين چند لايه‌ها تا جايي قابليت تحمل بارهاي مكانيكي را از خود نشان مي‌دهند كه تمامي لايه‌ها به عنوان يك سازه يكپارچه در كنار يكديگر باشند و با شروع لايه لايه شدگي، كه اغلب اولين مد خرابي است، استحكامشان به شدت كاهش مي‌يابد. از اين رو لازم است تا روشي براي تقويت اتصال فلز با كامپوزيت به كار گرفته شود تا موجب افزايش استحكام چند لايه فلز/ كامپوزيت گردد. هدف اين اختراع معرفي فرايندي جديد براي اصلاح سطح ورق آلومينيوم به منظور بهبود چسبندگي به لايه كامپوزيتي در چند لايه‌هاي آلومينيوم/ كامپوزيت شيشه- اپوكسي مي‌باشد. اين فرايند به اختصار شامل مراحل چربي زدايي، استفاده از محلول قليايي، استفاده از محلول اسيدي و استفاده از يك لايه پوشش از جنس سيلان بر روي لايه آلومينيومي مي‌باشد. ساخت چند لايه آلومينيوم/ كامپوزيت شيشه- اپوكسي نيز با استفاده از روش لايه چيني دستي و پخت تحت دما و فشار كنترل شده انجام مي‌شود.

اختراع حاضر در زمينه كامپوزيت و پلاستيك هاي ترموپلاستيك مي باشد . امرزوه ماتريس هاي ترموپلاستيك به طور موفقيت اميزي جايگزين ماتريس هاي ترموست در توليد كامپوزيت هاي تقويت شده با الياف براي كاربرد هاي پيشرفته جايگزين شده اند. در حال حاضر در اغلب موارد با توجه به ناتواني در توليد گرانول هاي ترموپلاستيك مسلح به الياف طول بلند مجبور به استفاده از گرانول هاي ترموپلاستيك مسلح به الياف طول كوتاه هستند و با توجه به روش موجود براي توليد گرانول هاي ترموپلاستيك مسلح به الياف طول كوتاه ، طول الياف به پايين تر از طول بحراني الياف مي رسد در كامپوزيت هايي با ليف كوتاه روش توليد با محوريت استفاده از يك اكسترودر، اختلاط مذاب ماتريس ترموپلاستيك با الياف كوتاه با طول متوسط 3 الي mm 6 تركيب مي شود و در نهايت گرانول هاي توليدي طول متوسط الياف بين 1 الي 3 ميلي متر است ، اين كاهش طول الياف به دليل عبور از ماردون در زمان اختلاط است كه الياف را دچار شكست گسترده مي نمايد و منجر به افت شديد خواص مكانيكي مي گردد. در اختراع حاضر با طراحي يك قالب كراس هد قادر به توليد كامپوزيت هاي ترموپلاستيك مسلح به الياف طول بلند هستيم بدين صورت مواد پليمري شامل ماتريس ، فيلر و عامل جفت كننده را به عنوان خوراك اكسترودر استفاده مي كنيم و الياف نيز پس از عبور از قسمت گسترش دهنده وارد قالب كراس هد شده و در اثر تماس با ماتريس پليمري آغشته سازي مطلوب انجام گرفته و در نهايت گرانول هاي ترموپلاستيك مسلح به الياف طول بلند با طول الياف دلخواه توليد مي شود.

دستگاه شامل بخش هاي قفسه الياف صفحه هادي الياف حمام رزين آغشته ساز پيش شكل دهنده پخت رزين و شكل دهي سرد كننده كشش و در نهايت برش است. بخش كشش عامل حركت پيوسته الياف از قفسه الياف به صفحه هادي الياف و حمام رزين است كه پس از همراه شدن با رزين مجموعه را از درون آغشته ساز پيش شكل دهنده پخت رزين و شكل دهي و سرد كننده عبور داده و به قسمت برش هدايت مي كند. در اين طرح پس از ساخت دستگاه با استفاده از مواد مختلف قطعاتي ساخته شد. عمده محصولات ساخته شده از الياف شيشه E و رزين پلي استر ايزوفتاليك بوده ولي در مواردي رزين هاي اپوكسي و وينيل استر و نيز الياف كربن و الياف طبيعي استفاده شده است. توانايي اين خط جهت توليد پيوسته پروفيل كامپوزيتي گرد تا قطر 30mm و ساير مقاطع تا عرض 20cm ارزيابي شده و حدود 20 كيلومتر پروفيل هاي مختلف توليد و به مصرف كننده تحويل گرديده است.

اساساً، بررسي وشناخت رفتار مكانيكي مواد متأثر از بارگذاريهاي مختلف (خصوصاً در رابطه با كامپوزيتهاي پليمري)، از موضوعات پر اهميت درصنايع گوناگون بوده و تعيين كننده نوع كاربرد و نيز محدوديتهاي آنهاست . بنابرين ايجاد شرايط مناسب جهت اعمال بارگذاريهاي متنوع و مركب و نيز اعمال شرايط مرزي تكيه گاهي مختلف به منظورفراهم آوردن بستر لازم جهت انجام مطالعات وآزمايشات تجربي در راستاي تحليل رفتار مكانيكي مواد مورد نظر در شرايط كاركرد آنها از اهميت خاصي برخوردار مي¬باشد. امروزه براي اعمال بارگذاريهاي كششي يا فشاري به صورت تك جهته يا تك محوره (Uniaxial) از دستگاههاي Tensile استفاده مي¬نمايند . اما چنانچه بارگذاريهاي دو جهته يا دو محوره (Biaxial) مد نظر باشد اعمال اين نوع بارگذاريها از پيچيدگيهاي خاصي برخوردار است كه از عموماً از حيطه كاري دستگاههاي مذكور خارج مي¬باشد . لذا با توجه به اهميت دستيابي به شناخت مناسب و دقيقتر از رفتار مكانيكي مواد خصوصاً كامپوزيتهاي پليمري، اختراع حاضر ارائه گرديده كه با سهولت، دقت و قابليت اطمينان بالايي، امكان ايجاد بارگذاري¬هاي هيبريدي دوجهته يا دو محوره (كششي-كششي / فشاري-فشاري / كششي-فشاري) را به صورت هم محور، با قابليت ايجاد و كنترل انواع مختلف شرايط مرزي تكيه گاهي، ضمن ايجاد امكان خنثي سازي ممانهاي احتمالي؛ فراهم مي آورد.