平均装载表面积是支持有效载荷的上下表面积的平均值。 凸出表面积是垂直于负载自由凸出的表面积。

随着材料变得越来越高和越来越窄，弹性体的稳定性可能会低于某个形状因子。 一些弹性体制造商建议将形状系数保持在 0.3 以上，以防止弯曲——这个问题可能导致支撑设备翻倒。

在设计用于Carbide Base的ViscoRing™弹性体时，计划采用 0.17 的形状系数。 选择这个是为了将共振频率推得足够低，以便可以有效地隔离最低的可听频率。

提高稳定性

进行了一项实验来测试ViscoRing™垂直支撑负载和避免屈曲的能力。 实验包括逐渐施加重量和测量材料的垂直变形。 在室温环境中，以 1.13 kg (2.5 lbs) 的增量将重物施加在 Medium ViscoRing™的顶部。 垂直变形距离以所示应力-应变曲线的形式绘制。 y轴代表施加的应力或重量，x轴代表施加重量引起的应变或垂直变形。

红色曲线仅显示没有外壳的ViscoRing™ 。 可以看出，在最初施加重量后不久，材料就开始在负载下大幅弯曲和变形。 该材料在支持小质量方面做得很差，鉴于形状系数极低，这是预料之中的。

为了提高ViscoRing™的稳定性，在硬质合金底座的上部为其设计了一个外壳。 Carbide Base底座的上部设计了一个外壳，如上面的简化图所示。 在ViscoRing™的周边以一定间隔添加脊以支撑它并防止弯曲。 脊柱与ViscoRing™外侧的距离不等。 这使大量的表面积向外凸起，从而保留了低形状因子的大部分性能优势。

随着ViscoRing™向外凸出，越来越多的凸出表面积与倾斜的脊接触。 随着有效载荷质量的增加，这种形状系数的增加在更大的有效载荷质量范围内提供了更一致的共振频率。 换句话说，隔离性能的 Carbide Base在不同的有效载荷重量下，这种渐进式的形状系数设计使隔离性能更加稳定。

蓝色曲线显示了放置在Carbide Base上部外壳中的相同ViscoRing™ 。 观察到随着重量的施加，垂直变形有一个相对线性的增加。 材料没有按预期弯曲。 材料的刚度最终会随着应力的增加而逐渐增加，因为更多的非负载表面区域被支撑起来。 这理想地提高了材料的最大重量支持能力。

弹性体无法压缩成更小的体积。 因此，必须允许弹性体向外凸出以便在负载下变形。 选择性支撑的ViscoRing™没有显示出坡度或刚度的突然增加，如果防止材料进一步膨胀，则会发生这种情况。 低刚度或弹簧率对于像这样的弹簧-质量系统实现低共振频率非常重要。

绘制水平隔离

前后（Y 轴）振动频率设置为从 10 Hz 到 300 Hz 的 10 Hz 增量。 两个传感器的电压输出在每个区间都被绘制出来。 调整工作台的振幅以确保工作台以大约 4 m/s 2的加速度正弦振荡。

减去传感器的输出，得出了振动通过 Carbide Base底板。 正值表示通过设备的振动放大。 这在设备共振频率附近的振动频率上是预期的。 负值表示桌子产生的振动减少。 换句话说，需要的振动隔离。 值越负，隔离度越大。

红线显示了在缺少滚珠轴承和水平定向弹性体的Carbide Base脚下进行的测量。 只有ViscoRing™弹性体在提供隔离。 蓝线显示在轴承和水平弹性体就位的情况下进行的测量。 球轴承和水平弹性体的结合大大提高了水平隔离性能。 振动幅度的降低在共振频率附近特别明显，表明阻尼水平较高。

结论

几个设计特点被纳入到 Carbide Base底座中加入了几个设计特点，以可靠地利用低形状系数的弹性体进行振动隔离。 以前被认为是太不稳定的形状因素形成的弹性体，通过特殊设计的外壳变得足够稳定。 轴承和水平定向弹性体的附加组合进一步改善了水平隔离。 这些新颖的特征后来被纳入一项正在申请的专利中。