应力梯度自动化加载装置及加载方法

1.一种应力梯度自动化加载装置，包括刚性框架，刚性框架内设有四个刚性加载侧板，四个刚性加载侧板围成方形加载腔，刚性框架上还设有将方形加载腔两端封闭的端盖，其特征在于：加载腔内匹配安装有传力组件，传力组件的中部形成有圆柱形的试样装载腔，传力组件包括弹性圆柱套管、套设在弹性圆柱套管外的弹性圆台以及套设在弹性圆台外的方形弹性体；还包括设置于刚性框架内分别对四个刚性加载侧板施力的加载系统；加载系统包括分别设置在四个刚性加载侧板外侧的四个液压缸；四个刚性加载侧板的内侧面上均设有滑槽，四个刚性加载侧板通过滑槽顺次滑动连接，位于液压缸两侧的刚性加载侧板上的滑槽的延伸方向与该液压缸的加载方向平行；端盖采用钢化玻璃制作；加载系统还包括液压工作站，四个液压缸通过分管连接至液压工作站，各分管上均设有管路开关和压力表；所述加载装置按如下方法进行加载：步骤一：首先将弹性圆台、方形弹性体依次套在弹性圆柱套管外组成传力组件，将所需测试的试样放入弹性圆柱套管中，最后将传力组件放置在四块刚性加载侧板之间并将端盖固定于刚性框架上；步骤二：启动液压工作站和液压控制开关，使得液压油沿分管传入液压缸，液压缸带动刚性加载侧板相向运动，实现加载腔内方形弹性体的加压，进而实现弹性圆台的加压；步骤三：当需要对试样进行轴向应力梯度加载轴向均匀加载时，调节管路开关，参照压力表使得液压缸的压力相等，以实现试样的周向均压加载，同时由于弹性圆台的轴向外径不同，造成的弹性圆台变形不同，试样的轴向方向的应力也不同，实现试样截面周向压力相同的情况下轴向应力梯度加载；当需要对试样进行轴向应力梯度加载周向非均匀加载时，调节管路开关，参照压力表使得各液压缸的压力不相等，进而实现弹性圆台截面周向不同方向应变的不同，由于弹性圆台变形不同施加到试样上的应力也不同，以此实现试样周向压力不同情况下的轴向应力梯度加载。