随着全球对可持续发展的关注日益增加，海洋工业正面临减少环境足迹的压力。传统玻璃纤维增强聚合物（GFRP）虽然广泛应用于船舶制造，但其生产能耗高且回收困难。相比之下，玄武岩纤维源自天然玄武岩矿石，不仅生产能耗更低，且具备优异的耐化学性和热稳定性，成为极具潜力的环保替代材料。本研究系统评估了玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）层合板在船舶应用中的力学性能，重点考察纤维类型、制造工艺（手糊成型与真空导入）、铺层方向及跨距变化对弯曲行为和失效机制的影响。
研究采用玻璃纤维（面密度1100g/m²）与玄武岩纤维（面密度1200g/m²）作为增强材料，分别搭配聚酯树脂（手糊成型）和乙烯基酯树脂（真空导入）制备六种层合板配置。铺层设计包括对称的[0/90]₆铺层和非对称的多向铺层（+45°/-45°/0°/+45°/-45°/90°）。通过三点弯曲试验（参照ASTM D7264标准），在120mm、180mm和220mm三种跨距下测试试样的弯曲强度和模量，并运用方差分析（ANOVA）量化各因素的影响显著性。
实验结果显示，玻璃纤维层合板在所有配置中均表现出最高的弯曲强度。采用真空导入工艺的玻璃纤维层合板（IT2）在120mm跨距下达到约500MPa的峰值强度，而同等工艺条件下的玄武岩纤维层合板（IT2B）强度约为400MPa。然而，玄武岩纤维层合板展现出卓越的弯曲模量，IT2B配置达到近25GPa，超过所有玻璃纤维配置。这一发现表明，尽管玄武岩纤维的单轴拉伸强度略低于玻璃纤维，但其刚度特性在弯曲载荷下表现更为突出。
制造工艺对力学性能的影响尤为显著。真空导入工艺通过优化纤维浸渍、减少孔隙率（纤维体积含量达43-50%），显著提升了层合板的承载能力。相比之下，手糊成型层合板因树脂分布不均和气泡 trapped，纤维体积含量仅为29-40%，强度明显较低。值得注意的是，真空导入工艺对玄武岩纤维的增强效果更为明显，有效缩小了与玻璃纤维之间的性能差距，证实了工艺优化对发挥玄武岩纤维潜力的关键作用。
跨距变化对失效模式产生决定性影响。在120mm短跨距下，所有试样主要表现为弯曲主导的失效：加载点处局部压缩破坏与底部纤维拉伸断裂，损伤区域集中。当跨距增至180mm