1. 针对功能梯度材料及其结构力学问题开展了理论分析与计算方法研究，建立了正交各向异性功能梯度材料梁的二维理论模型，获得了适用于任意梯度分布的功能梯度梁的解析解。






2. 提出了非线性动力学摄动-增量、噪声修正参数辨识等若干新分析方法，建立了面向狭窄空间的仿生无腿移动软体机器人结构-驱动-功能一体化创新构型及其设计理论，解决了蠕虫型机器人移动步态与环境共融优化，发明了时滞动力吸振器和准零刚度时滞隔震器，为国家机器人战略提供了支撑。

   

   
   

3. 创建了复合材料本构与强度理论桥联理论，解决了根据纤维和基体性能计算复合材料在任意载荷下纤维和基体中的内应力问题。经“Failure Olympics”评比认定,该理论是参评精度最高的细观力学理论,并且是惟一可计算纤维和基体中热残余应力的理论。

   

   
   

4. 在多尺度的复合材料力学方法和概率断裂力学概念的基础上，建立了适合于多层级复合材料的建模和力学分析方法。实现了植物纤维增强复合材料力学/声学/阻燃的结构优化设计，并在航空航天、轨道交通及汽车等领域得到了领先示范应用。

   

   
   

5. 开展空间展开结构、复合材料天线优化设计、基于双稳态、多稳态复合材料结构设计、负泊松比结构优化设计、航天器结构在轨热-结构分析等。成果应用于某型火箭助推器、月球车、空间站等。

   

   
   

6. 开展变构型无人机创新布局方案设计，完善了变构型无人机复杂系统和多模态切换复杂过程的动力学模型，建立了面向复杂场景的无人机性能均衡设计方法，解决了多通道耦合控制、降落轨迹精确跟踪等关键技术。

   

   
   

7. 承担了600MW示范快堆工程项目关键设备的力学性能试验和安全性分析评估。发展了刚弹耦合系统时变动力学理论和数值方法，制定了关键组件力学性能试验方案和细则，完成现场试验，建立了与试验结果相吻合的组件力学性能计算方法，解决了设备操作过程中发生地震如何进行计算分析这个关键问题。

   

   
   

8. 模拟分析了微尺度液滴（液桥）浸润特性、毛细效应、自由面现象、热输运过程及其相互之间复杂耦合作用，为微液滴精确操控以及功能性表面设计如仿生自洁材料的研发等提供了理论指导。致力于热湍流中的相干结构及其起源的刻画描述，首次发现引入转动之后，湍流热对流系统的传热效率出现了一系列尖锐的相变点，验证了1973年Lev Landau的相变理论。将分子标记测温技术（MTT）应用在冷表面上水滴结冰过程的研究中，准确获取了水滴中未冻结部分的质量百分比和温度分布随时间的变化规律，突显了分子标记测量技术在揭示结冰过程中不稳定的传热传质机理以及相变过程中的温度场空间分布等方面的技术优势。

   

   
   

9. 为突破高容量负极材料循环性能短板、开发长寿命的动力电池、实现快速充电，开展了锂电池电极材料扩散/反应/变形耦合本构模型及其应用研究，揭示了高容量负极材料锂化过程中应力的演化规律；通过电极结构设计与充电策略优化避免电极材料的力、化学退化，提出了基于应力调控的电池充放电方式，实现了一种可推广的电池长寿命使用策略。围绕锂电池中失效机理的问题，针对不同尺度下电化力耦合机制，开发新型有限元方法，为锂电池的电化力分析提供了理论与数值模拟框架。

   

   
   

10. 为保证航空发动机叶片飞行安全与可靠性，开发了航空发动机机匣包容性适航验证技术和航空符合材料发动机风扇叶片抗冲击适航验证技术。通过实验探究叶片抗外物损伤能力，建立了高温高应变率下的金属本构模型，对比分析了高温下的高速冲击实验与数值仿真结果，为金属机匣包容性适航验证提供了依据。通过实验获取风扇叶片复合材料力学性能参数，建立率相关本构模型，开展平板高速冲击试验和数值仿真分析，为风扇叶片抗外物冲击的适航验证提供帮助。

    

    
    

        研究成果发表在Journal of the Mechanics and Physics of Solids, Int. J. of Solids and Structures, ASME J. of Applied Mechanics, AIAA Journal, J. of Applied Physics, Int. J. of Non-Linear Mechanics, Composites Science and Technology，Composites Part-B，Brain，Physica D等力学、结构、材料领域的国际顶级期刊上。