本文以高速铁路列车轮对安全性检测为目的,对金属磁记忆检测方法在轮对早期故障检测方面的应用进行了基础性研究。重点研究内容为“和谐号”高速列车的轮对材料25CrMo4合金结构钢的力—磁效应。根据磁性物理学、金属磁化理论和热力学理论,分析探讨了合金钢内部能量变化规律并建立了金属力-磁效应的磁化模型。以25CrMo4钢为研究对象,分别进行了不同载荷下的非标准尺寸试样准静力拉伸实验,进行了试样表面漏磁场的在线测量和经过不同程度拉伸并卸载后表面泄漏磁场的测量。与此同时,对与试样同尺寸的板件模型进行了线弹性范围内的应力有限元仿真,并将其Ansys数值仿真结果与磁场测量结果进行了对比。结果表明:试样在拉伸试验中,在试件中部漏磁场值在载荷较小时变化平缓且分布均匀,在靠近边缘位置磁记忆信号骤增,此处与最终出现屈服位置是相同的,从而说明利用磁记忆方法对铁磁构件的应力集中部位进行评价是切实可行的;从频谱角度出发,通过对仿真及实验数据进行频谱分析,探究了磁记忆信号的频谱特征与应力关系,发现重载下磁记忆信号高度抗干扰性与收敛性,此特性能为铁路车辆安全性检测提供极大便利;通过空间插值法拓展了有限的磁记忆信号与应力关系图谱,建立了位置—应力—磁场强度多物理量的多维数据矩阵,能够实现任意位置的应力反推,亦能够实现任意应力下的磁信号定位。以上得出的研究结论,可望有助于扩展磁记忆检测技术的适用范围,为25CrMo4合金结构钢的早期故障诊断量化评价及评判标准提供理论依据,为高速列车轮对安全性在线检测提供基础性参考。