玻璃钢的基赋性能一一力学性能之巴公井开创作仓M乍时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高，这是金属资料和其它 资料无法相比的这里，我们要提一下强度的概念强度通常是指单位面积所能承 受的最大荷载，超出这个荷载，资料就破坏了强度又分为拉伸 强度、压缩强度、弯曲强度和剪切强度例如说聚酯玻璃钢抗拉 强度290MPa，是指每平方厘米截面可承受2900Kg的拉力玻璃钢轻质高强的性能，来源于较低的树脂密度（浇铸体密度1. 27左右）以及玻璃纤维的高抗伸强度（普通钢材的5倍以上） 玻璃钢的密度随着树脂含量的分歧而有所分歧从高树脂含量的 玻璃毡制品到低树脂含量的玻璃钢环绕纠缠制品（密度2.2）， 玻璃钢的密度只有普碳钢的1/4-1/5，比铝还轻1/3左右玻璃经高温熔融、快速拉成细丝时，由于比概况积增大，玻璃纤 维内部及概况就难以存在大缺陷，所以玻璃纤维的强度就非常 高，经常使用的是无碱铝硼硅酸盐纤维，其一般性能如表下所 示性能：密度（g/cm3 ）性能：折射率（25°C）折射率（25C）性能：拉伸强度（MPa））性能数据：100-300性能：介电常数102赫兹性能数据：赫兹性能：拉伸弹性模量（MPa）性能数据：7000性能：介电常数106赫兹性能：断裂时的伸长率（% ）性能：介电常数1010赫兹性能性能数据性能性能数据比热〔KJ/（Kg/.K）〕体积电阻（Q・cm）体积电阻（Q・cm）1011-1013导热系数〔W/m・K）〕声速m/s声速m/s5500软化温度（°C） 850玻璃钢中经常使用的玻璃纤维直径是8-13^m。
近年来各国所 用的玻璃纤维趋向于向粗直径发展，通用的是13 18Rm，采取 池窑拉丝采取粗直径纤维既不影响玻璃钢的性能，纤维的产量 又可以大幅度提高（因为产量和直径成平方关系）也有采取直 径2 0^m以上的玻璃纤维玻璃钢所用的玻璃纤维一般是把单丝 并成线或粗纱，或进一步制成织物及做成毡来使用从下表所得 的各种纤维强度比较来看，玻璃纤维的强度是相当高的性能：拉伸强度MPa羊毛： -亚麻：35尼龙：30-60生丝： 44玻纤：100-300钢：50-200性能：延伸率％羊毛：24-28棉纱：6-12亚麻： -尼龙： 15-40生丝： 15-86钢： -玻璃纤维可按三种方向排列：（一） 单向纤维增强的玻璃钢这一类玻璃钢，玻璃纤维定向排列在一个方向，它是用连续纱或 单丝片铺层的在纤维方向上，有很高的弹性模量和强度，其纤 维方向的强度可高达lOOOMPa，但在垂直纤维方向上，其 强度很低只有严格的单向受力情况下，才使用这类玻璃钢其 纤维体积含量可以高达6 0%.（二） 双向纤维增强的玻璃钢这类玻璃钢是用双向织物铺展的，其玻璃纤维体积含量可达5 0%在两个正交的纤维方向上，有较高的强度它适用于矩形 的平板或薄壳结构物。
三） 准各向同性玻璃钢这类玻璃钢是用短切纤维毡或模塑料制成的，制品中各向强度基 本接近，纤维体积含量一般小于30%，适用于强度、刚度要求 不高或荷载不很清楚而只能要求各向同性的产品在玻璃钢/复 合资料中，力学性能在相当大的程度上取决于增强资料，有人把 它比做是资料的筋骨古代增强资料主要是麻和棉纤维以及丝绸 类到了40年代，玻璃纤维开始占增强资料的绝大多数在此 后相当长一段时期里，用玻璃纤维作增强资料的复合资料（即玻 璃钢）仍然占主要地位、但随着工业的发展，分歧的时期相继出 现了新的资料，在50年代研制了高模量碳纤维、硼纤维60 年代，又改变了玻璃成分，研究了$及R型高强玻璃纤维到了 70年代，先后又开发了凯芙拉纤维等见表下所示增强资料 多品种的开发，为复合资料的应用开辟了新的领域和广阔的途 径纤维种类：A—玻璃纤维拉伸强度极限GPa： 3.1拉伸膜量GPa： 72比拉伸强度GPa： 1.26比膜量GPa： 29纤维种类：e—玻璃纤维拉伸强度极限GPa： 3.6拉伸膜量GPa： 76比膜量GPa： 29纤维种类：R—玻璃纤维密度：2.58拉伸强度极限GPa： 4.4拉伸膜量GPa： 85比膜量GPa： 33纤维种类：s—玻璃纤维拉伸强度极限GPa： 4.9拉伸膜量GPa： 86比拉伸强度GPa： 1.8比膜量GPa： 34纤维种类：I型高模量碳纤维 密度：1.87拉伸强度极限GPa： 2.1拉伸膜量GPa： 330比拉伸强度GPa： 1.12比膜量GPa： 176纤维种类：II型高强度碳纤维拉伸强度极限GPa： 2.6拉伸膜量GPa： 235比膜量GPa： 133纤维种类：聚芳香酰胺纤维kevlar-29拉伸强度极限GPa： 2.76拉伸膜量GPa： 58比拉伸强度GPa： 1.92比膜量GPa： 10纤维种类：聚芳香酰胺纤维kevlar-29拉伸强度极限GPa： 2.94拉伸膜量GPa： 130比拉伸强度GPa： 2.03比膜量GPa： 90 纤维种类：剑麻密度：1.3拉伸膜量GPa： -比膜量GPa： -纤维种类：硼纤维拉伸强度极限GPa： 3.4拉伸膜量GPa： 344比拉伸强度GPa： 1.30比膜量GPa： 130 纤维种类：碳化硅纤维拉伸强度极限GPa： 3.0拉伸膜量GPa： 2000 比拉伸强度GPa： 比膜量GPa：玻璃钢!复合资料的力学性能具有明显的方向性，这是与金属资料 分歧的。
金属资料，不管在任何方向，强度和弹性模量几乎完全 相同而对于木材、玻璃钢等，沿纤维方向的强度和弹性模量就 比垂直于纤维方向上的要高得多象金属那样强度不随方向变更 而变更的资料称为各向同性资料，而象玻璃钢、木材、钢筋混凝 土等，它们的强度随方向分歧而变更，称它们是各向异性资料 玻璃钢等人造的复合资料还可以人为地变更纤维方向和数量来达 到某种特定的强度要求例如，我们采取1：1玻璃布（指经向 纤维和纬向纤维量为1：1）制造的玻璃钢，其经向和纬向强度 几乎是相等的但在其它方向上强度则较低，如在45T方向上 强度比经、纬向强度1/2还要低.见下表： 性能0°C 15°C 30°C 45°C 60°C 75°C 90°C拉伸强度MPa比例极限1788450455080 160拉伸强度MPa破坏强度269210173158163194 263拉伸弹性模量（GPa） 16.713.311.11011.112.515.2伸长率％ 1.6 2.5 4.84.84.52.61.9如果我们采取经向和纬向纤维量为$# 〃的玻璃布制成环氧玻璃钢，它们经向和纬向纤维量不同较大，因此在这两个方向上的拉 伸、压缩、扭转强度都大不相同，如下表所列。
性能拉伸拉伸压缩压缩扭转扭转性能经向纬向经向纬向经向纬向极限强度MPa373142.43102306743弹性模量MPa261224132.92.9强度的概念前面已经讲过，它是指资料破坏时，物体内的最大应 力值，依照受力情况可分为拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等 如图下图所示矩形杆的受力状态称为拉伸此时我们取拉伸荷载 等于P,杆的横断面积为F,那么拉伸应力就等于o=P/F 如果杆件在拉伸到破坏时的荷载（称为最大荷载或极限荷载）为 PB,则资料的极限强度，即拉伸强度B等于 oB=PB/F超出极限强度杆件就要破坏，所以又称它为破坏强度资料在初始受力时，有一段时间内它的应力与其应变（受拉伸 长变形与原长度之比）成正比，我们称它为弹性阶段弹性阶段 的最大应力值，称为比例极限资料在比例极限内是不会破坏 的所以，也常称之为设计强度在弹性阶段，应力!和应变〃成正比，酿成等式后加进一个常数!， 就是弹性模数，是常数值，它只与资料有关：o=ES（2 — 3）分歧的资料，当应力一定时，弹性模量£大，应变8就小； 弹性模量E小，应变就8大这说明常数E是反映资料抵抗变形 能力大小的参数若把截面积F的大小也考虑在内，那么EF又 称为抗拉刚度。
用刚度概念来具体说明该构件抵抗抗伸变形的能 力就更全面了当图2 — 2构件上作用的是与它相反方向荷载时这时构件就受 压缩，见图2 — 3所示构件受压缩时也有应力、应变、强度、弹性模量、刚度等，其定 义和拉伸时一样，只是荷载方向相反而已值得注意的是人们经常有一种误解，认为资料中所列举的强度数 据就是实际构件的强度数据其实这两者截然分歧，差别较大 例如手糊聚酯玻璃钢板，小试件抗伸强度可达2 0 0 - 2 5 0 M Pa,而在同样原资料的3 m大9 m的大型构件上取下一块试 样，它的抗伸强度只有100MPa这是因为两者的制造操纵 条件分歧，大块板工艺条件不如小试件那样理想因此，在采取 各类资料、书籍所给出的强度数据时，一定要注意你所设计的构 件工艺制造条件和一般小试件之间的差别，否则将会出现问题 此外，还要注意玻璃钢/复合资料层间强度和弹性模量低的特点 层间是单薄环节，因为层间没有增强纤维，所以它的层间剪切和 层间抗伸强度都较低，充其量也只是树脂自己的强度这个特点 告诫人们在设计和制造玻璃钢制品时，除工艺制造时尽量使布层 间粘牢外，设计上应使层间应力降到最低，防止层间破坏情况出 现例如，3 0 6 #聚酯玻璃钢的层间剪切强度只有8.9-2 6MPa，层间抗伸强度还要低些。
玻璃钢的弹性模量比木材大2倍，但比一般结构钢小10倍因 此，在玻璃钢结构中，常感刚性缺乏，会出现较大的变形为了 改善这一缺点，可采取夹层结构，亦可通过应用高模量纤维或中 空纤维等来解决可以看成：ERP刚性〉优质木材Q竹材创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日。