在轨道交通、航天航空、管道运输等诸多工程领域,疲劳和裂纹是造成金属结构失效的主要原因。对金属构件进行应力和材料状态的检测与评估,可以对疲劳和裂纹产生区域进行预判,避免由失效导致的安全隐患。铁磁性金属材料表面的残余磁场可以对应力和材料状态进行评估,其物理本质是应力导致的磁畴变化。由于残余磁场检测简便快捷、无需外部磁化等优势,在工业界得到了广泛的应用。但是,利用残余磁场进行应力和材料状态的检测评估研究目前存在问题包括:1)未能建立微观磁畴动态行为和宏观残余磁场信号的映射关系;2)信号变化的规律无法明确;3)易受环境因素影响。针对上述挑战,本论文基于铁磁性金属材料的微观磁畴结构和宏观磁特性,开展了应力作用下磁畴动态行为表征技术研究:（1）建立磁畴图像与表面漏磁场垂直分量之间的关系模型。在此基础上,将磁畴磁化矢量的旋转与磁畴壁移动和磁畴图变化相结合,提出了磁畴图特征值变化计算方法表征磁畴动态行为。建立了磁畴图像、残余磁场信号和磁畴动态行为映射模型关系,对应力磁化过程中磁畴动态行为和残余磁场信号变化规律的研究提供了理论支撑。（2）针对铁磁性金属材料的力磁耦合机理,本文在仅受地磁场激励的情况下,进行了应力作用下磁畴动态行为的研究,建立了应力加载/卸载过程中磁畴磁化矢量翻转和磁畴壁移动的表征特征。提出了用以表征弹性阶段应力作用下附加磁畴完成不可逆磁化矢量翻转时所需要的阈值应力特征参数。对该特征参数的空间和时间特性进行了研究,将得到的磁畴动态行为特征与应力磁化本构关系模型进行结合,揭示了磁畴动态行为与应力磁化的映射关系。（3）针对残余磁场变化规律不清晰问题,本文对磁畴动态行为的重复性和稳定性进行了研究,阐明了载荷加载历史和微观结构对于磁畴动态行为稳定性的影响。在对磁畴动态行为稳定性和重复性研究的基础上,对残余磁场在弹性形变后“一段式”变化和塑性形变后的“两段式”变化规律进行了总结。