1、高分子及其复合材料制品的加工与制造：开展高分子及其复合材料的制备方法及制造工艺研究，通过表征材料及制品的物理力学性能与力学行为，建立精细物理力学模型；开展高分子及其复合材料成型、成性机理研究，建立材料成型工艺参数-微观结构形式-宏观物理力学性能之间的影响规律；利用物理力学模型，开展结构设计-成型工艺-服役行为的一体化数值仿真方法及多层级优化方法。 2、碳纤维复材的加工及装备轻量化设计：针对”中国制造2025“，重点开展碳纤维热塑性复材的关键技术研究，掌握碳纤维热塑性复材的制备工艺；表征不同复材的物理力学性能，建立碳纤维热塑性复材的性能-工艺参数数据库；开展碳纤维热塑性复材预浸带加工装备的结构设计与优化研究，开发能制备出优越力学性能的碳纤维复材的原理样机；针对典型运输装备（新能源汽车及轨道运输装备）及零部件，开展碳纤维复材的应用技术研究以及多层次多材料体系的结构设计与优化方法研究，有效实现装备及零部件的轻量化设计。 3、纳米复合材料及微纳加工方法研究：开展碳纳米管/石墨烯增强复合材料的制备工艺及增强机理研究，建立纳米复材体系的分子动力学及微观力学的多尺度数值仿真方法，分析纳米填充物与基体的结构演变规律，掌握界面微区的应力传递机制。开展石墨烯的高效制备工艺及加工装备研究、非金属材料表面生产石墨烯涂层的制备方法及产业化研究，实现具有高效散热的高功率高密度电子器件的制备方法和工艺研究。