كامپوزيتهاي چندلايه تقويت شده با الياف كاربرد فراواني در طيف وسيعي از سازه‌هاي با كارايي بالا در صنايع هواپيمايي، كشتي‌سازي، خودروسازي، نظامي و اقلام ورزشي دارند. مشكل عمده اين كامپوزيتها ناشي از خواص بين‌لايه‌اي ضعيف آنها تحت بارگذاري هاي برون صفحه اي نظير نيروهاي متمركز فشاري و ضربه سرعت پايين مي‌باشد. در اين اختراع از الياف آراميدي به عنوان الياف تقويت‌كننده استفاده شد، زيرا اين الياف داراي ويژگي‌هاي چگالي كم، استحكام بالا بوده و همچنين ازدياد طول تا حد پارگي بالا و قابليت جذب انرژي فوق العاده در مقايسه با الياف غيرآلي نظير شيشه و كربن دارند. در اين اختراع از نانولايه‌هاي مياني به عنوان يك روش موثر براي افزايش چقرمگي بين‌لايه‌اي و كاهش آسيب‌هاي ناشي از بارگذاري هاي برون صفحه اي استفاده شد. نانولايه‌ها را مي‌توان به مقدار كم اعمال نمود و به دليل انعطاف پذيري شكل تقويت كننده اوليه را به خود مي‌گيرند و لذا الحاق آنها تاثير قابل توجهي بر روي هندسه يا محتوي تقويت كننده اوليه كامپوزيت‌ها ندارد. مزيت اصلي كاربرد نانولايه‌ها در كامپوزيت‌هاي متداول اين است كه ماتريس بين لايه‌ها را چقرمه‌تر نموده و لذا انتقال بار بين لايه‌هاي تقويت‌كننده بسيار موثر مي گردد. ضخامت بهينه نانولايه‌هاي الحاقي 35 ميكرومتر بوده و بهترين پيكره بندي الحاق آنها در نواحي بين لايه اي مقابل بارگذاري مي‌باشد. نتايج بكارگيري نانولايه‌ها در كامپوزيت‌ها حاكي از بهبود 34 درصد در قابليت جذب انرژي در برابر بارگذاري هاي متمركز فشاري و همچنين افزايش 23 درصدي زمان تماس، كاهش 10 درصدي خيز باقيمانده و كاهش 3 درصدي شاخص ميرايي در برابر ضربه سرعت پايين مي باشد.

در پژوهش حاضر نوعي ميله كامپوزيتي توسط روش بريدينگ - پولتروژن توليد گرديد. توسط اين روش كه براي اولين بار در ايران توسعه يافت ميله بريد - پولترود شده (BP) مذكور با اسختاري شامل يك پوسته بريد (قيطان باقي شده) و يك مغزي از الياف تكسو توليد شد. پس از انجام آزمون هاي پيچش كشش و خمش مشخص گرديد اين نوع ميله ها نسبت به ميله هاي تكسوي (UD) معمول داراي خواص پيچشي فوق العاده بالاتري مي باشند و مي توان آن ها را به گونه اي طراحي نمود كه در مواجهه با بارهاي كششي خمشي و پيچشي رفتار بهينه اي از خود نشان دهند.

در پژوهش حاضر نوع جديدي از فرايند بريدينگ - پولتروژن با بهينه سازي يك دستگاه بريدينگ معمولي و تركيب آن با خط پولتروژن توسعه يافت. فرايند مذكور جهت توليد انواع ميله ها، نبشي ها و پروفيل هاي كامپوزيتي با خواص عرضي بالا قابل استفاده است. در اين فرايند جهت آغشته سازي الياف بريد به رزين از يك حمام رزين ثانويه استفاده گرديد. روش آغشته سازي مذكور نسبت به روش هاي مشاهده شده در تحقيقات قبلي از سادگي بالاتري برخوردار بوده و آغشته سازي را به شكل موثرتري انجام مي دهد. همچنين در اين فرايند با ساخت يك راهنما با قابليت تنظيم طول روش موثري جهت تعيين زاويه بريد در حين كار دستگاه ارائه گردد. با توسعه فرايند بريدينگ - پولتروژن در پژوهش حاضر كه براي اولين بار در ايران صورت گرفت گام موثري در راه توليد دانش فني بومي در زمينه نحوه توسعه و عملكرد اين فرايند برداشته شد.

امروزه كامپوزيت هاي لايه اي فلز - الياف به واسطه دارا بودن خواص مكانيكي خوب و وزن كم بسيار مورد توجه طراحان، به ويژه در صنايع هوا فضا قرار گرفته اند. در پژوهش حاضر، نمونه هاي كامپوزيتي آلومينيم - شيشه به روش لايه گذاري دستي ساخته شد و اثر تغيير زاويه الياف چگونگي لايه گذاري و مقاومت به ضربه آنها به طور عملي مورد بررسي قرار گرفت. نمونه ها طبق استانداردASTM D256-93a ويژه پلاستيك ها و استانداردASTM E23-01 كه براي فلزات است. در دو اندازه كوچك و بزرگ تهيه و در دو دستگاه آزمون ضربه با ظرفيت انرژي كم و زياد آزمايش شدند. نتايج حاصل از آزمون ضربه چارپي نشان مي دهد كه وجود لايه كامپوزيتي با زاويه الياف صفر درجه خواص ضربه اي را به شدت بهبود مي بخشد. از سوي ديگر، محل قرارگيري لايه ها نيز بسيار مهم است. درباره جنس لايه ها نيز مي توان گفت وجود لايه هاي آلومينيومي بيش از لايه هاي كامپوزيتي خواص مكانيكي را بهبود مي بخشد و نيز مقدار جذب انرژي نمونه ها در دستگاه با ظرفيت انرژي زياد، بيشتر از مقدار انرژي جذب شده در دستگاه با ظرفيت انرزي كم است.