庄茁提出了基于连续体壳的断裂力学，统一了薄和中厚壳的计算理论，发展了扩展有限元程序，采用扩充形函数构造了非连续位移场，建立了最大能量释放率的裂纹扩展或止裂准则；领导团队分析和设计天和核心舱结构，优化了加强筋的几何和分布，减少大小舱段连接处的应力集中；领导团队对大飞机机翼20m×1.8m的整体壳板进行断裂可靠性分析与实验验证，依据断裂准则设计了加强筋几何和分布；发展了耦合流体/固体/断裂的非线性有限单元法和有限体积法程序，涵盖弹塑性材料本构、开裂管壁的大变形、运动裂纹边界、气体减压模型，评估了西气东输的4000千米管线的X70和X80钢材的断裂可靠性；提出了含孔隙页岩的断裂力学理论模型和裂缝扩展计算程序，模拟断裂/流体/岩石耦合作用的水力压裂过程和裂缝分叉计算方法；提出了基于位错机制的晶体塑性流动应力理论，阐释了微米和亚微米尺度（200nm-10μm）的晶体材料在没有应变梯度条件下的强度和变形的尺寸效应，该理论填补了微尺度晶体塑性理论的空白，建立了耦合离散位错动力学和有限元的有限变形计算方法。

据2024年8月清华大学航天航空学院官网数据，庄茁发表了360篇学术期刊文章，出版了10部专著，其中英文专著2部，他引超过14000次。

据2024年8月清华大学航天航空学院官网数据，庄茁获得授权20项发明专利和6项软件著作权。

据2024年8月清华大学航天航空学院官网数据，庄茁主持在研国家自然科学基金面上项目2项。

据2024年8月清华大学航天航空学院官网数据，庄茁获得2020年度中国航空学会科学技术奖一等奖，2018年度教育部自然科学奖一等奖，2018年军队科技成果奖二等奖等。

据2024年8月清华大学航天航空学院官网数据，庄茁培养了34名博士研究生，其中获得全国百篇优秀博士学位论文1名，清华大学优秀博士学位论文3名；培养了36名硕士研究生，其中获得清华大学优秀硕士学位论文3名；培养了10余名博士后和青年教师。

据2024年8月清华大学航天航空学院官网数据，庄茁曾获2009年国家级教学成果奖一等奖。

庄茁在清华大学航天航空学院与斯旺西大学工学院之间建立持续多年的计算力学学术交流、实质性合作研究及教授和研究生互访中发挥了关键作用，做出了突出贡献。（清华大学航天航空学院评）

庄茁是同学们眼中严谨做学问的学术导师，是坚持攻关的不懈航天人，也是生活中幽默的朋友“老庄”，导师眼中负责任的“庄茁同志”。当然，更是清华园中可敬可爱的“良师益友”。（清华大学研究生会评）