固体强度理论与失效机理

以材料/结构失效机理和强度理论为基础，主要研究材料/结构变形、损伤与断裂的宏微观机理；材料的本构关系与力-热-化学耦合失效机理；热障涂层系统强度理论及缺陷形成机理与无损检测方法；复杂服役条件下结构的多场多尺度响应与失效机理；超常服役环境下轻质结构的动态响应与吸能机理；超常多场环境下结构缺陷监检测新理论和新技术，复杂结构的多场多尺度大规模数值计算与新型高效算法。为机械结构设计、制造、服役和维护全寿命周期安全管理提供理论和方法准备。

智能材料力学与结构多功能化

以新型智能材料的普及与应用的迫切需求为牵引，开展高效能量吸收、高效换热、高效减振降噪等为特征的智能材料多功能结构设计理论与方法研究，包括：智能材料结构中物理波、传热及多场效应，创新智能材料多功能结构优化设计理论、方法及制备技术，结构的承载-减重-热管理-减振/降噪-耐撞/吸能等材料-结构一体化设计方法，材料的微观构型与宏观结构/部件一体化多学科协同设计理论，实现从智能材料性能到结构性能一体化设计。为智能材料设计和结构多功能化提供分析与设计理论、实验技术和数值方法。

装备结构振动与可靠性评价

针对装备服役过程中承受的高温、高压、冲击、噪声、振动、强过载、超低频、复杂电磁耦合等恶劣综合环境，开展结构/环境耦合效应和热-声-振-过载-冲击等综合力学环境的表征、模拟、预示与控制方法研究，包括：综合力学环境的信息获取及有限量信息分析方法，综合力学环境模拟、试验理论、方法与技术，综合环境下结构响应多尺度分析方法，综合力学环境虚拟试验理论与技术，大型结构热-声-振耦合机理、传播途径、主被动控制与分析方法、超低频振动测量与精确控制等。为推动复杂服役环境下装备结构的高品质研发提供理论和技术支撑。

机电系统动力学与控制

以高速、超高速旋转机械装备为背景，运用系统论理论和方法，研究当系统走向高速，超高速时在物质流、能量流和信息流传递、交互及协同组织过程中系统耦合动力学的共性问题，发现复杂机电系统中普遍存在的“局部—整体”、“结构—功能”间的对立统一规律,阐明系统复杂性成因和动力奇异机理，包括：复杂机电系统非线性动力奇异，复杂机电系统中物质流、能量流和信息流协同机制，高速转子破坏动力学等。