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玻璃钢雕塑网之玻璃钢的力学性

在玻璃钢/复合材料中，力学性能在相当大的程度上取决于增强材料，有人把它比做是材料的筋骨。古代增强材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材料的绝大多数。在此后相当长的一段时间里，用玻璃纤维作增强材料的复合材料（即玻璃钢）仍然占主要地位。但随着工业的发展，不同的时期相继出现了新的材料，在50年代研制了高模量纤维、硼纤维。60年代，又改变了玻璃钢成分，研究了S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。

玻璃纤维可按三种方向排列。

（1）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，很很高的弹性模量和强度，其纤维方向的 强度可高达1000MPa，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，才能使用这类玻璃钢。其纤维体积含量高达60%。

(2）双向增强的玻璃钢

这类玻璃钢是用双向织物铺层的，其玻璃纤维体积含量可达50 %。在两个正交的方向上，有较高的强度。它适用于矩形的平板或薄壳的结构物。

(3)准可向同性玻璃钢

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、刚度要求不高或载荷不很清楚而只能要求可向同性的产品。

玻璃钢/复合材料的力学性能具有明显的方向性，这是与金属材料不同的。金属材料，不论在任何方向，强度和弹性模量几何完全相同。而对于木材，玻璃钢等，沿纤维方向的强度和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化而变化的材料称为各向同性材料，而象玻璃钢、木材、钢筋混凝土等，它们的强度随着方向不同而变化，称它们是各向异性材料。玻璃钢等人造的复合材料还以人为地变化纤维方向和数量来达到某种特定的强度要求。例如，我们采用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何是相等的。但在其它方向上强度则较低，如在45°方向上强度比经、纬向强度1/2还有低。