实验室的长期研究方向为非线性力学，它包括：

(1) 固体变形、损伤与破坏的非线性力学性质

•    固体的非线性本构关系；微细观结构与宏观力学行为的关系；
•    变形、损伤、破坏过程中的非线性动力学现象；
•    冲击动力学与高温力学行为；
•    表面与界面力学；
•    非线性力学的理论和计算方法。

(2) 流体运动的非线性规律

•    流体中非线性波与涡的发生、传播、演化及其相互作用；
•    湍流的理论、模型和数值模拟；
•    湍流噪声与流固耦合中的涡动力学；
•    流动稳定性的非线性理论；流动的图案，分岔与混沌。

(3) 前沿交叉

•    非均质材料强韧化的机理和途径；
•    能源力学；
•    力生物学（基础前沿，生医工程）；
•    微纳流控的机理与应用。

实验室近期要突出的创新方向为多尺度力学与跨尺度力学：