●大型工程结构的振动测试、振动与噪声控制的技术与理论方法，发展基于智能材料及结构的振动与噪声控制技术。
●冲击实验的新方法及其装置的开发和制造。动态断裂和应力波传播问题的实验研究。
●新型功能材料及器件的设计、制备与表征方法。研究新型空天复合材料、功能复合材料、抗冲击材料等先进材料与器件的设计、制备及先进的测试表征方法与技术。
●无损检测方法和结构健康监测方法的研究。采用超声导波等现代实验力学方法研究大型（航天航空航海等）工程结构中损伤的确定和寿命评估技术，探索原位、大范围内损伤感应的测试方法。
●具有多级微观结构的先进功能-结构一体材料设计、优化和多尺度力学实验表征方法与技术

●针对材料分析与设计，以及力学系统中的波动现象，研究相关模型（包括多尺度模型、近场动力学、分数阶微分方程等）的基础算法问题，发展高效、准确的计算方法，开发程序和软件。
●综合利用多种计算方法，解决相关力学问题，包括：微纳米材料和功能材料的尺度效应、界面效应、多场耦合效应等，提高现有计算方法的精度及计算效率。

●微纳米尺度力学。研究微纳米结构材料的多功能化相关的物理和力学，自组织的基本理论和应用。
●复杂材料力学与物理性能研究。包括复合材料、非均质材料、生物材料、半导体器件，以及其它微结构的力学和广义输运性能（电传导、磁传导、热传导、介电性能等）。
●智能材料与结构力学。研究铁电、铁磁、磁电、形状记忆合金、电活性聚合物等智能材料及结构中的本构关系、断裂、疲劳等基本力学问题。
●新型能源力学。发展风能、潮汐能、能量收集、储氢等绿色能源中的力学分析方法，研究其中的基础力学问题。
●低维材料力学性能基础研究，和基于低维材料的先进多功能结构复合材料设计、实现和力学分析。

●静载、冲击载荷及极端条件下晶体、非晶材料的塑性变形及其它形式的非线性变形机理研究、多尺度模拟和理论模型的建立。
●位错动力学、应变梯度、晶体塑性、损伤、本构等理论研究和表征。
●弹塑性行为的实验观测与表征；微观塑性演化机制的实验观测；微观与宏观塑性行为的尺度关联。
●基于微介观结构动力学的晶体材料动态本构断裂多尺度模拟及理论模型的建立。
●极端条件（高温、辐照、热冲击）下的金属材料力学行为表征及模拟。