在圆薄板摄动解和圆环壳一般解的基础上，钱伟长在80年代里先后承接过两项国家重点攻关课题，提出了仪表弹性元件和波纹管膨胀节的理论计算方法，如U形波纹管非线性特性的摄动解法、三圆弧波纹膜片的设计，以及轴对称载荷下旋转壳弹性元件的非线性计算通用程序等。
钱伟长仍在对壳体的基础理论和工程应用进行新的探索，一方面开展对非Kirchhoff－Love假设壳体理论的研究，另一方面大力组织在仪表弹性元件行业和波纹管补偿器金属软管行业中壳体理论的工程应用。
对广义变分原理的深入研究除了在板壳理论方面的工作以外，钱伟长另一项享誉世界的成就，是对广义变分原理的研究。物质运动的规律，可以用时空坐标的函数，以微分方程的形式描述，也可以用这些函数的积分泛函，以其取极值或驻值的变分形式描述。最小位能原理和最小余能原理是最常见的变分原理，分别是以应变或应力为基本函数给出积分泛函。
由于60至70年代有限元方法的发展及其在工程上的广泛应用，变分原理作为其理论基础，显示出重要性。世界上有两个学术中心，引起各国学者的注意，一个是美国麻省理工学院的赖斯纳、鹫津久一郎、卞学鐄等人，另一个就是钱伟长等一批中国的科学家。
以往的变分原理工作，大都是凑出来的，即首先写出泛函，再取驻值验证。所以每一个新原理的出现都是一项重要成果。钱伟长试图找到系统的做法，他首先从最小位能原理和最小余能原理出发，把约束条件利用拉格朗日乘子引入泛函，从而先放松条件，得到相应广义化的变分原理。在变分中可以把待定的拉氏乘子确定下来，这是对建立广义变分原理的泛函提出合乎逻辑的数学方法，无疑是一个重要成果。可惜在1964年将文章投给《力学学报》后，该报的编委予以退稿处理。从审查意见中可以看到，审查者并不完全理解拉格朗日乘子法。日本鹫津久一郎在1968年出版的《弹性和塑性力学中的变分法》一书中，才比较明确地应用了拉氏乘子法，但还有一些要点上不够明确，如待定乘子通过泛函驻值条件来决定的观点还没有反映。一直到1977年，国外的文献上才有这一方面的论述。O．C．钦科维奇（Zienkiewicz）在《有限元法》一书中明确地把Courant和Hilbert的经典著作中有关变分约束条件，待定拉格朗日乘子法加以讲解，应用到弹性力学变分原理中。比起钱伟长1964年的工作已晚了15年。
1964年，钱伟长把拉格朗日乘子法应用到壳体理论方面，用变分原理导出壳体非线性方程。1978年，他进一步讨论了广义变分原理在有限元方法上的应用。多次开设变分法和有限元的讲座，听讲者总计达3000余人次，极大地推动了我国变分原理和有限元方法的研究。在1978年恢复研究生和建立学位制度之后，一时间，摄动法、变分原理和有限元的应用成了研究生论文中的一种时髦。1983年，钱伟长作了广义变分原理的系列讲座并出版专著。通过学术性的争论，启发了中国学者在变分原理方面更深入的思考，促进了拉格朗日乘子法在变分原理中的应用，推动了有限元、杂交元和混合元等方面蓬勃的研究活动和广泛的工程应用。
1982年，钱伟长等在广义变分原理方面的工作获得国家自然科学二等奖。
在广义变分原理方面，钱伟长的工作还有：（1）把广义变分原理推广到大位移和非线性弹性体。（2）提出以进入泛函而消除掉的微分方程或以约束条件为依据的分类原则，并由此而确定变分原理间的等价定理。（3）高阶拉氏乘子法，解决了在Hellinger－Reissner原理中消除应力应变关系的约束时所遇到的临界变分条件的困难，即待定乘子为零的困难。（4）在非协调元中采用识别了的拉格朗日乘子法，从而减少了和待定乘子有关的自由度，其《以广义变分原理为基础的非协调薄板有限元》一文被收进美国1984年《应用力学进展》，被认为是一项国际上重要的进展和贡献。
流体力学方面的贡献钱伟长在流体力学方面也作出积极贡献。在40年代，他用一种巧妙的摄动展开法，给出高速空气动力学超音速锥流的渐近解，大大改进冯·卡门和N．B．摩尔（Moore）给出的线性化近似解，与G．I．泰勒（Taylor）和J．W．麦科尔（Maccoll）的数值结果相吻合。文中证明了卡门－摩尔的线性解仅在圆锥角很小时适用。过去，人们在渐近序列中一般是采用幂级数，钱伟长拓宽了渐近序列的范围，采用幂级数－对数函数的混合序列，这对摄动法是一项重大突破，50年代之后，才被人们认识和接受。
1886年，O．雷诺（Rynolds）做了7个假设，提出润滑的原始模型，导出了著名的雷诺方程。1949年，钱伟长基于滑板间粘性流体层很薄的实际情况，以流体特征厚度为小参数，进行摄动展开，仅用3个简化假设，从流体力学的纳维-斯托克斯方程出发，导出了润滑问题的高阶雷诺型方程。并进一步建立相应的变分表达式，导出等价的变分问题，从而使计算工作量大为减少。并可用于计算有限宽矩形润滑轴承问题。算例表明，计算结果正确可靠，大大改进了M．马斯卡特（Muskat），F．摩根（Morgan）和M．W．默里亚（Merea）1940的结果，是润滑流体动力学一篇成功的早期之作。
对流体力学的变分原理，多数理论工作是从伯努利方程出发，研究无粘外部流动。1984年，钱伟长从流体力学的基本方程出发，对内流、外流等一般的粘性流动建立了更为普遍的变分原理，对不可压缩流体和可压缩流体分别建立了最大功率消耗原理。并以运动方程为基础，用拉格朗日乘子法消除诸如物态方程、连续性方程及边界条件等变分约束条件，建立了无条件的广义变分原理。从而把固体力学中变分原理方法推广到粘性流体力学，奠定了流体力学中有限元方法的基础。
研制出超过国际水平的锌－空气电池在清华大学学习时，钱伟长不但读了物理，还修完了化学系的主要课程。1972至1974年，当他接到为坦克和野外作业部门研制大电流高能电池的任务时，他查阅了有关的国内外资料，成功地研制出多项指标超过国际水平的锌－空气电池，并协助建立了锌空气电池厂。受到周恩来总理的称赞和支持，并获北京市1975年科技进步奖。
出版专著《穿甲力学》对高速撞击问题，他也有多篇研究论文，并出版专著《穿甲力学》，该书获1988年全国优秀科技图书一等奖。
推导三角级数求和公式在“文化大革命”期间，虽然缺乏起码的工作条件，但他以非凡的毅力，推导了12000多个三角级数求和公式。其中不少很有实用价值，也是前人所未知的。
对中文信息处理作出重要贡献钱伟长还以其深厚的国学功底，对中文信息处理作出重要贡献。1981年，他担任了中国中文信息学会理事长。1984年，他提出汉字宏观字形编码，简称“钱码”。汉字是由能够表达形、声、义等多种信息的字形部件组成的。平时，人们经常是近似地、模糊地捕捉字形部件特征来读音辨义。“钱码”以汉字的宏观字形部件编码，把151种基本部件按形状相似、相近归类，定义在39个键位上。例如，把“其、耳、且、目、自、白、臼、贝、见、页”等部件编为一码，便于联想，记忆量少，易学易用。“钱码”允许重码，其字频最高的字直接跳入文本，其他同码字按常用字频排列於下，可供选择。使得码长缩短，效率提高。一个汉字最多选3个字形部件完成编码，有39个最常用字一键为码。且“钱码”具有容错能力，很多汉字可以采用不同的分割方式，来适应各人理解上的差异。“钱码”的词组输入方式也是早期开创性工作。1986年，在国家标准局组织的全国第一届汉字输入方案评测会上，在34种方案中，“钱码”被评为A类方案，单人输入速度第一。并在同一年获得上海市科技进步二等奖。
