围绕“先进制造的科学原理和组织性能智能调控理论及技术”开展研究：高性能构件精密成形(形性协同制造新工艺技术和装备，多能场制造的科学原理和建模，原位及在线监测); 高性能轻合金制造(材料设计和热加工，疲劳、腐蚀和蠕变等服役性能，现代物理冶金学); 微纳测试，分析和加工(电子显微学方法、技术和理论，原位观测和分析，超高精度电子束加工，负责建设和运营热-力-电原位电镜平台-FIB+TEM+in-situ platform); 人工智能和数字孪生等新技术在流变制造领域的应用。已经在Progress in Materials Science、International Journal of Plasticity、Acta/Scripta materialia、Scientific Reports、Journal of Materials Processing Tech.、JMST、MSEA 、Materials & Design、Ultramicroscopy、International Journal of Advanced Manufacturing、金属学报、塑性工程学报和电子显微学报等期刊发表80余篇学术论文，获批19项国家发明专利，另有10项在审。在国际塑性损伤断裂会议(ICPDF)，国际新成形技术大会(ICNFT)、国际铝合金大会（ICAA）、国际显微学大会、先进材料制备加工(Thermec)会议和中国塑性工程年会等会议上做学术报告。担任Composites Part B: Engineering、JMST、Scripta、International Journal of Mechanical Sciences、MSEA、MD、MMTA、Materials characterization和Corrosion science等20多个国际杂志审稿人。