主要在纳米线、纳米尺度机械与热性能理论、微观力学、原子系统多尺度等效连续体及其有限元模拟、动态剪切带与断裂、材料动态性能等领域取得了一系列成果,丰富和完善了微纳米力学的相关理论,促进了动态性能检测、复合材料设计和纳米技术与理论的发展。国际同行评价纳米尺度等效连续体理论"推翻了一个物理上的旧观念...明确改变了许多已有的公式,是一个极端重要的贡献,将对物理和材料力学等有重要的影响";动态剪切带的研究被评价为"具有深远的涵义","是唯一成功通过计算模拟获得剪切带生长历史的工作"。先后主持美国NSF,NASA等的项目18项,总经费近340万美元。在国际学术期刊和会议上发表论文88篇(SCI、EI、ISTP分别收录35、54和22篇),他引268次。获得美国国家科学基金会青年科学家奖(总统青年研究员奖)等多项奖励。当选为美国机械工程师协会(ASME)Fellow。任三个国际杂志副主编或客座主编。