1、先进材料及结构的宏观本构关系研究
包括：不同材料、细观结构、相变、损伤等对材料宏观本构的影响及控制规律。
2、机械结构及材料损伤、疲劳及断裂的力学及机理
包括：机械结构的各类失效分析；如连接部件的疲劳断裂破坏、传动部件的磨损失效、压力容器结构的变形破坏等。
3、结构优化设计及可靠性保障
包括：各类结构的多目标优化设计，如力、热、磁、流体及模特等的耦合计算分析及优化设计；考虑应力遮挡的医用支架优化设计等。
4、结构健康监检测系统
包括：各类承载结构如支撑杆、柱等；压力容器及管道结构；阀门结构等的基于应变、温度及频响的健康监检测系统开发等。