隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展的關(guān)注日益增加，海洋工業(yè)正面臨減少環(huán)境足跡的壓力。傳統(tǒng)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（GFRP）雖然廣泛應(yīng)用于船舶制造，但其生產(chǎn)能耗高且回收困難。相比之下，玄武巖纖維源自天然玄武巖礦石，不僅生產(chǎn)能耗更低，且具備優(yōu)異的耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性，成為極具潛力的環(huán)保替代材料。本研究系統(tǒng)評估了玄武巖纖維增強(qiáng)聚合物（BFRP）層合板在船舶應(yīng)用中的力學(xué)性能，重點考察纖維類型、制造工藝（手糊成型與真空導(dǎo)入）、鋪層方向及跨距變化對彎曲行為和失效機(jī)制的影響。

研究采用玻璃纖維（面密度1100g/m2）與玄武巖纖維（面密度1200g/m2）作為增強(qiáng)材料，分別搭配聚酯樹脂（手糊成型）和乙烯基酯樹脂（真空導(dǎo)入）制備六種層合板配置。鋪層設(shè)計包括對稱的[0/90]?鋪層和非對稱的多向鋪層（+45°/-45°/0°/+45°/-45°/90°）。通過三點彎曲試驗（參照ASTM D7264標(biāo)準(zhǔn)），在120mm、180mm和220mm三種跨距下測試試樣的彎曲強(qiáng)度和模量，并運(yùn)用方差分析（ANOVA）量化各因素的影響顯著性。

實驗結(jié)果顯示，玻璃纖維層合板在所有配置中均表現(xiàn)出最高的彎曲強(qiáng)度。采用真空導(dǎo)入工藝的玻璃纖維層合板（IT2）在120mm跨距下達(dá)到約500MPa的峰值強(qiáng)度，而同等工藝條件下的玄武巖纖維層合板（IT2B）強(qiáng)度約為400MPa。然而，玄武巖纖維層合板展現(xiàn)出卓越的彎曲模量，IT2B配置達(dá)到近25GPa，超過所有玻璃纖維配置。這一發(fā)現(xiàn)表明，盡管玄武巖纖維的單軸拉伸強(qiáng)度略低于玻璃纖維，但其剛度特性在彎曲載荷下表現(xiàn)更為突出。

制造工藝對力學(xué)性能的影響尤為顯著。真空導(dǎo)入工藝通過優(yōu)化纖維浸漬、減少孔隙率（纖維體積含量達(dá)43-50%），顯著提升了層合板的承載能力。相比之下，手糊成型層合板因樹脂分布不均和氣泡 trapped，纖維體積含量僅為29-40%，強(qiáng)度明顯較低。值得注意的是，真空導(dǎo)入工藝對玄武巖纖維的增強(qiáng)效果更為明顯，有效縮小了與玻璃纖維之間的性能差距，證實了工藝優(yōu)化對發(fā)揮玄武巖纖維潛力的關(guān)鍵作用。

跨距變化對失效模式產(chǎn)生決定性影響。在120mm短跨距下，所有試樣主要表現(xiàn)為彎曲主導(dǎo)的失效：加載點處局部壓縮破壞與底部纖維拉伸斷裂，損傷區(qū)域集中。當(dāng)跨距增至180mm