长期从事金属结构材料变形与强韧化机制、疲劳损伤与寿命预测、断裂与强度理论及失效分析等方面研究工作，作为项目负责人承担国家自然科学重大基金、杰出青年基金、重点基金及科技部973项目及两机专项项目20余项，带领研究团队开展航空航天、高铁、舰船、汽车及军工等领域关键构件可靠性研究与失效分析案例300余项。揭示了疲劳位错、晶界与孪晶界面疲劳损伤微观机制，提出了统一拉伸断裂准则和低周疲劳损伤寿命预测模型，建立了若干材料疲劳性能与静态性能之间定量关系，研究成果在Nature Mater.、Prog. Mater. Sci.、Phys. Rev. Lett.、Acta Mater.等SCI刊物上发表论文380余篇，被SCI论文引用8000余次，单篇论文引用580余次。在国际学术会议上作邀请报告40余次，部分研究成果获“辽宁省自然科学二等奖”、辽宁省青年科技奖。