近年来，本课题组一直在从事轻质复合材料/结构的分析和优化设计等方面的研究，具体研究方向如下：

(1)  编织复合材料的高效建模及力学性能仿真。针对包括2D编织、2.5D编织、Z-Pin、针刺和3D编织等不同预制体形式的复合材料，考虑其中典型缺陷，如孔洞、分层和裂纹等，实现了快速的高精度参数化建模，构建多场耦合的三维强度准则，实现复合材料结构在复杂服役环境下的力学性能分析与损伤演化模拟，并开发复合材料多尺度仿真平台。

(2)  点阵材料的微结构设计、优化及力学性能评价。针对微桁架点阵材料，建立预测点阵材料力学特性的理论模型和数值方法，提出改善点阵材料韧性的结构设计方案，探索其在可变形无人机机翼中的应用前景。

(3)  力学超材料的逆向结构设计及力学性能表征。以实现材料的负泊松比效应、高比吸能和多平台应力等为设计目标，对多孔材料的微观结构进行优化设计，提出新颖的微结构单元模型，并结合理论、实验和数值模拟对材料的力学行为进行系统表征。

(4)低维纳米材料力学性能的尺度依赖性和表面/界面效应。结合细观力学理论和数值模拟方法探索在复杂环境下低维纳米材料的变形和损伤机理；同时致力于新型纳米复合材料中的多尺度力学问题研究，关注与界面相关的多尺度力学行为，从原子尺度探求裂纹在界面扩展的动态力学行为，进而揭示纳米复合材料的强化机制和脆-韧转换机理。