Dlaczego włókno szklane jest miękkie i wytrzymałe

Szkło jest materiałem twardym i kruchym. Jednakże, jeśli zostanie stopiony w wysokiej temperaturze, a następnie szybko wciągnięty przez małe otwory w bardzo drobne włókna szklane, materiał ten jest bardzo elastyczny. To samo szkło, dlaczego zwykłe szkło blokowe jest twarde i kruche, podczas gdy włókno szklane jest miękkie i wytrzymałe? W rzeczywistości można to dobrze wyjaśnić zgodnie z zasadami geometrycznymi.
Wyobraź sobie, że zginasz patyk (zakładając, że nie jest złamany), a następnie różne części patyka ulegną odkształceniu w różnym stopniu, a konkretnie zewnętrzna część zostanie rozciągnięta, wewnętrzna ściśnięta, a rozmiar osi prawie niezmieniony. Przy zginaniu pod tym samym kątem im cieńszy jest sztyft, tym mniejszy jest stopień zewnętrznego rozciągnięcia i mniejszy stopień wewnętrznego ściskania. Innymi słowy, im cieńszy, tym mniejszy stopień lokalnego odkształcenia przy rozciąganiu lub ściskaniu przy tym samym stopniu zgięcia. Każdy materiał może podlegać pewnemu stopniowi ciągłego odkształcenia, nawet szkło nie jest wyjątkiem, ale maksymalne odkształcenie, jakie mogą wytrzymać materiały kruche, jest mniejsze niż w przypadku materiałów ciągliwych. Gdy włókno szklane jest wystarczająco cienkie, to nawet przy dużym stopniu zgięcia, jego miejscowe odkształcenie przy rozciąganiu lub ściskaniu jest bardzo małe, w zakresie nośności materiału, więc nie ulegnie zerwaniu.
Można zauważyć, że wytrzymałość i kruchość materiałów nie są bezwzględne. Wydajność materiału nie jest związana tylko z jego wewnętrznym składem i strukturą, ale także z jego skalą. Ponadto jest to również związane z takimi czynnikami, jak tryb przenoszenia siły. Na przykład wiele materiałów zachowuje się jak płyn pod wpływem bardzo powolnego działania zewnętrznego i zachowuje się jak ciała sztywne pod wpływem szybkiego działania zewnętrznego. Dlatego też analizując właściwości materiału, należy również wziąć pod uwagę konkretne zastosowania lub scenariusze, których to dotyczy.