金屬材料的韌性和斷裂機理:
研究了各種材料韌性評價方法的物理本質和統壹關聯。對局部解理斷裂應力的確定及其影響因素、解理斷裂機制中的臨界事件進行了全面的實驗和理論研究。根據微裂紋擴展的熱力學模型，研究了解理斷裂中微裂紋擴展的臨界條件，建立了能綜合反映鋼的微觀組織和外加應力的統壹斷裂模型。
力學性能不匹配焊接接頭的強度和變形行為:
分析了力學性能不匹配焊接接頭拉伸試樣上等效應力的分布特征。研究了屈服應力和軟化熱影響區幾何尺寸對接頭強度損失的影響。提出了壹種力學性能不匹配焊接接頭強度的解析計算方法。為工程上客觀測試和評價非匹配焊接接頭的強度提供了壹種切實可行的方法。
動載荷作用下鋁合金車體變形與破壞規律的基礎研究:
國家重大基礎研究前期研究項目(2004CCA04900)。基於鋁合金框架結構車身碰撞安全性設計和成形技術發展的要求。實驗研究了鋁合金結構在大變形下變形和破壞過程的微觀和宏觀機制。建立了有限元計算的材料模型和結構模型，能夠反映力學性能不均勻的焊接接頭在動載荷和大應變下的變形、損傷和失效行為。
上述研究成果發表在Acta Meter上。，Metall。Trans.A，Int J. Fract，Journal of Physics等權威刊物。
2.電弧物理和先進焊接技術
焊接技術和設備:
研究了防竄軸焊接輪胎的動力機理，開發了提升、偏置、平移機械結構及控制系統，並在生產企業中推廣應用。研制了用於管道焊接的兩軸焊接變位機及其相應的控制軟件和執行機構。開發的電容式焊條/焊劑水分分析儀已轉讓。研究了蒸汽保護焊的工藝和控制，從實驗和理論上揭示了蒸汽保護焊焊縫氫含量低的機理。以上研究成果發表在《機械工程學報》、《焊接學報》、《焊接》等學術期刊上。
超窄間隙焊接和電弧行為:
發明了焊劑帶約束的電弧超窄間隙焊接方法，並獲得發明專利授權，可實現4-5 mm坡口間隙的超窄間隙焊接，焊接熱輸入小於6KJ/cm，對細晶粒鋼和高強度鋼的高效焊接具有重要意義。研究了不完全約束電弧的形狀、電場分布和電流密度分布，以及約束條件和焊接規範的影響規律。研究了超窄間隙中焊劑帶抑制電弧沿溝槽側壁爬升的條件和加熱特性。
3.電爆炸和材料表面噴塗制備超細粉末。
自主研發連續電爆炸制備超細粉體及材料表面噴塗設備。研究了脈沖大電流作用下金屬絲快速熔化、氣化、等離子體過程、膨脹爆炸、氣體介質快速冷卻的物理機理，以及各過程控制參數的影響規律。