长期致力于断裂力学、飞行器结构力学和复合材料的教学和研究工作。解决了热防护材料与结构设计中的若干关键技术，发展了航天器典型复合材料与结构的性能表征与评价等方面的理论体系与研究方法。将细观力学理论推广到复合材料领域，发展了随机夹杂理论，并对复合材料及结构进行了多尺度力学分析；率先研制了基于智能材料与结构技术的结构健康监测、振动主动监控和主动变形控制系统以及复合材料工艺过程的监控系统。 　　获国家科技进步二等奖1项、三等奖1项，国家技术发明一等奖1项，省部级科技进步一等奖5项，二等奖7项，国家级教学成果二等奖1项，光华科技基金一等奖、航天奖和何梁何利基金科学与技术奖。发表论文200余篇，撰写了《复合材料细观力学》、《智能材料系统和结构》等著作10部，已培养了71名博士 。解决了战略武器复合材料及结构设施中的若干关键技术；发展了战略武器和航天器用典型复合材料及结构的性能表征和安全评定等方面的理论体系和研究方法；将细观力学理论推广到复合材料领域，发展了随机夹杂理论；解决某战术武器超高强钢薄壁壳体的低应力脆数据问题；在国内率先研制了智能复合材料用于振动和复合材料工艺过程的监控系统。1999年当选为中国工程院院士。 对热防护材料与力学进行了较系统研究，与合作者一起针对超高温等特种服役环境下材料的模拟表征与优化设计进行研究，建立了细观热防护理论，给出了特种◆材料超高温力学性能与物理性能以及失效的科学表征方法，为工程设计提供了重要依据。研制了适合缠绕复合材料壳体等典型结构损伤和失效的分析软件，并利用低压信息预报爆破压力。强调用“材料、设计、分析、评价”一体化的思想解决复合材料结构的安全评价问题。建立了复合材料层合板结构性能衰退的概率统计模型。解决了超高强钢薄壁壳体的低应力脆断问题。将细观力学理论推广到复合材料领域，用来预报复合材料的性能和复合材料设计，并对复合材料及结构进行了多尺度力学分析。对压电、铁电与功能梯度材料等功能材料或结构/功能一体化材料的力学性能进行了研究，率先研制了基于智能材料与结构技术的结构健康监测、振动主动监控和◆主动变形控制系统以及复合材料工艺过程的监控系统。 在国内外发表论文260余篇，撰写了《复合材料细观力学》、《智能材料系统及结构》等著作10部。