应用离散位错方法和非局部塑性方法对微尺度下单晶材料的塑性流动问题进行研究。在离散位错研究中，通过耦合三维离散位错动力学（3D DDD）和连续介质有限元（FE）建立了统一的离散位错塑性计算模型。应用该计算模型对单晶铜柱的单轴拉伸和压缩实验进行了模拟，研究了均匀载荷下应变率及尺寸对塑性变形的影响。随着应变率的增加，单晶铜的拉伸屈服应力显著提高，并与应变率的对数近似成线性关系，同时位错微结构构型从均匀形态变成单一形态，并在晶体内部出现变形带。变形带的宽度随着应变率的增加而增加，其内部剪应力明显高于相邻区域。亚微米尺度下单晶铜柱的压缩应力－应变曲线明显分成三个阶段：线性阶段，正常的塑性应变硬化阶段，及位错逃逸引起的硬化阶段，该阶段伴随一个较高的应力水平。压缩完成后得到一个几乎不含位错的完美晶体柱。

　　在非局部塑性研究中，建立了包含统计存储位错（SSD）、几何必需位错（GND）及背应力硬化的晶体塑性模型并进行有限元实现。应用该模型研究了含钝化层单晶及多晶薄膜在平面拉伸中的塑性变形问题。主要工作是提出了微尺度塑性变形中存储缺陷能量的物理机制，认为缺陷能是相邻滑移面上的非协调位错在弹性相互作用中存储的势能，并据此推导出了缺陷能的具体形式。通过和离散位错塑性结果比较，确定了缺陷能中的长度参数L，恰好为几个滑移面距离。

　　庄茁教授简历：1995年获爱尔兰国立大学都柏林大学院博士学位。清华大学航天航空学院教授和博士生导师，院党委书记。从事固体力学、飞行器结构力学、断裂力学和非线性有限元的研究。5次获得国家自然科学基金资助，5次获得863和973项目资助。完成和正在进行50多项工业和国防课题。发表学术论文150多篇，其中被SCI、EI和ISTP收录100多篇，编著和译著出版书籍15部（600多万字），国内外学术会议论文集2部，获2项计算机软件著作权。2001年获得中国高校科学技术奖自然科学二等奖，2006年获北京市教育创新标兵荣誉称号，2007年获国防科学技术进步奖一等奖，2008年获北京市教育教学成果奖一等奖，2009年获高等教育国家级教学成果奖一等奖。

    兼任的主要社会工作和学术职务有：中国力学学会理事，促进工程应用与产业结合工作委员会副主任，计算力学专业委员会委员，工程力学杂志编委；北京市力学会秘书长；中国机械工业教育协会工科力学教学工作委员会副主任委员；北京市机械工程学会压力容器分会副理事长；国际杂志：Journal of Mechanical Science and Technology (SCI)的编委顾问。