? ? 在玻璃鋼材料中，玻璃纖維是承受荷載的主要成分，樹脂的作用是傳遞應(yīng)力和支撐、固定纖維，因此它的力學(xué)性能取決于纖維和樹脂的力學(xué)性能，取決于它們的含量比、增強(qiáng)方式及這兩種材料之間的界面狀態(tài)。界面狀態(tài)是一個(gè)比較復(fù)雜的影響因素，它對(duì)玻璃鋼性能的影響程度，目前還無法作出定量評(píng)價(jià)。玻璃纖維的基本力學(xué)性能是設(shè)計(jì)玻璃鋼產(chǎn)品所必須掌握的基礎(chǔ)。?
玻璃纖維的基本力學(xué)性能
? ??如果不加特別說明，我們一般都是討論常溫和靜荷載條件下纖維和樹脂的力學(xué)性能，如彈性模量、強(qiáng)度極限等。
? ??大家知道，平板玻璃的強(qiáng)度是比較低的，拉伸強(qiáng)度約為69兆帕(700公斤／厘米2)，而玻璃纖維的實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)度最高可達(dá)7250兆帕(74000公斤／厘米2)，這是由于玻璃纖維只有很小橫截面積，它存在塊陷(如微裂紋)的可能性要比塊體材料小得多，所以纖維在其長度方向的強(qiáng)度比塊體材料高得多，下圖1列舉了各種玻璃纖維與A3鋼性能的比較，E玻璃纖維是無堿纖維，耐熱性與電絕線性好；S玻璃纖維是高強(qiáng)高彈纖維；C玻璃纖維是中堿纖維；A玻璃纖維是有堿纖維。
? ??纖維的測試強(qiáng)度以拉斷力計(jì)量，根據(jù)拉斷力的大小計(jì)算拉伸強(qiáng)度，按照支數(shù)定義可以計(jì)算出纖維的橫截面積來：
各種玻璃纖維與A3鋼的性能比較（圖1）
? ??①系塊玻璃測驗(yàn)結(jié)果
? ??1克重=支數(shù)×100×橫截面積×密度
? ??橫截面積=1克/支數(shù)×100×密度（厘米2）
? ??知道了橫截面積和拉斷力，就可以計(jì)算撿伸強(qiáng)度：
? ??拉伸強(qiáng)度＝拉斷力／橫截面積 ?
? ??纖維強(qiáng)度的測試要在專門的小型試驗(yàn)機(jī)上才能進(jìn)行，如果沒有這種試驗(yàn)機(jī)，也可以在小噸位的萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，這時(shí)需要將布沿經(jīng)向和緯向裁成? ??25xl100(毫米)的布條試件，只要知道編織布的并股紗的支數(shù)及25毫米寬度上股紗根數(shù)和布條試件的拉斷力，就可以計(jì)算出玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度。
? ??從國產(chǎn)的玻璃布和股紗所測得的玻璃纖維強(qiáng)度來看，高的達(dá)2670兆帕(17000公斤力／厘米2)以上，低的達(dá)1080兆帕(11000公斤力/厘米2)， 所以在評(píng)價(jià)玻璃鋼的實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)度時(shí)可以取玻璃纖維的平均拉伸強(qiáng)度為l570兆帕(16000公斤力／厘米2)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)可以取980~1270兆帕(10000~13000公斤力／厘米2)為玻璃纖維的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
? ??玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度不僅和拉絲工藝有密切關(guān)系，而且和纖維直徑與長度有關(guān)，直徑越小，強(qiáng)度越高，當(dāng)直徑大于20微米時(shí)，纖維的強(qiáng)度就趨于穩(wěn)定了。長的纖維比短的纖維強(qiáng)度要低，因?yàn)橹睆酱蟮?，或長度長的纖維表面存在的裂紋要多些；玻璃纖維的化學(xué)成分不同，拉伸強(qiáng)度也不同，纖維含堿量越高，強(qiáng)度越低，因?yàn)樗蜐駳獾那治g析堿形成了表面缺陷。
? ??玻璃纖維的彈性模量一般用測定單向玻璃鋼的彈性模量來換算，也可以用單絲來測定，在工程上可以取玻璃纖維的彈性模量為6.9~7.4×104兆帕(7~7.5×105公斤力／厘米2）。
? ??通過實(shí)驗(yàn)，可以繪出玻璃纖維的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖1所示，由圖可知，纖維直到斷裂，應(yīng)力和應(yīng)變呈直線關(guān)系，而股紗的應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈現(xiàn)一些曲折，這是因?yàn)楣杉喪芰?，較弱的纖維或先受力的纖維先斷裂，然后由未斷裂的纖維承力直到斷裂。
