Lastgeschwindigkeit

Lastgeschwindigkeit bezeichnet in der Mechanik und im Materialversuch die Geschwindigkeit, mit der eine äußere Last auf ein Bauteil oder Material wirkt, also den zeitlichen Änderungsgrad der Last. Formal ist sie der zeitliche Ableitung der Last F(t): v_L = dF/dt, gemessen in Newton pro Sekunde (N/s). In technischen Anwendungen wird häufig die Lastrate oder Ramp-Rate verwendet, zum Beispiel in Zugversuchen, wo die Kraft mit konstanter Geschwindigkeit ansteigt (Lastaufbau mit einer bestimmten Rate, etwa 5 kN/s).

Die Lastgeschwindigkeit beeinflusst das Verhalten des Materials oder Bauteils erheblich: Bei hohen Lastgeschwindigkeiten können Materialien eine höhere scheinbare Festigkeit zeigen, das Verformungsverhalten und die Bruchmechanik können sich ändern, und dynamische Effekte wie Inertialkräfte gewinnen an Bedeutung. In Ermüdungs- oder Spröd-/Zähigkeitsuntersuchungen kann der Lastanstieg die Ergebnisse stark beeinflussen. Daher ist die Lastdynamik in Materialcharakterisierung, Strukturtests und Simulationen von Bedeutung.

Standards in der Prüfung definieren oft zulässige Ladegeschwindigkeiten, damit Ergebnisse vergleichbar bleiben. Der Begriff „Lastgeschwindigkeit“ ist nicht in allen Fachgebieten gebräuchlich; häufig spricht man stattdessen von der Laständerungsrate, dem Anstieg der Last (load ramp) oder der Loading rate. In der Praxis wird die Lastgeschwindigkeit durch das Prüfgerät oder die Versuchsanordnung festgelegt und mit Messungen wie dF/dt charakterisiert.

Zusammengefasst ist die Lastgeschwindigkeit die Geschwindigkeit, mit der eine äußere Last zeitabhängig wirkt, gemessen als dF/dt, und sie hat wesentliche Auswirkungen auf Materialeigenschaften, Prüfergebnisse und Sicherheitsbewertungen.