1980年代从事理性力学、非线性连续介质力学，尤其是有限变形转动有关的各种问题的研究，解决了140多年未能解决的Cauchy平均转动问题。1990年代前期为现代张量函数表示理论及其应用基础的建立，作出国际公认的决定性贡献，使得该领域面貌全新，并由此获得国内外诸多荣誉。1990年代后期致力于非均匀和各向异性材料的力学，建立了新的细观力学方法（IDD方法），并应用于材料损伤与失效、各向异性材料尤其是复合材料的本构方程、高分子材料及软组织不可逆大变形等问题。2000年开始研[1]  究纳米力学，在多壁碳纳米管作为十亿赫兹振荡器等方面作出了开创性成果，受到国际科学界和公众的广泛关注。共发表了100多篇期刊学术论文，主持了20余项研究项目。先后获得了二十多项国内外学术奖励和荣誉，包括：中国青年科技奖（1990）、政府特殊津贴（1991）、1993年度中国学者发表学术论文SCI收录数个人全国第4名（北京地区首名）、美国国际工程科学联合会及国际工程科学杂志杰出论文奖（首届唯一，1994）、国家教委科技进步一等奖（单人，1994）、宝钢教育基金会优秀教师一等奖（1994）、国家杰出青年科学基金（1995年A类、1998年C类）、首届清华大学学术新人奖（1995）、霍英东教育基金高等院校青年教师（研究类）一等奖和霍英东教育基金高等院校青年教师研究项目一等（1995年）、日本横山亮次优秀论文奖（1996）、中国青年科学家奖（1996）、入选国家百、千、万人才工程第1、2层次（1997）、香港曹光标高科技奖（1997）、国家有突出贡献中青年专家（1998）和教育部长江特聘教授（1999）等。