针对大秦线载重80吨C80型铝合金、C80B型不锈钢重载货车整体铸造心盘座运用中出现的裂纹问题，本文以故障车原型结构为研究对象，采取现场调研、理论分析、试验研究相结合的方法，采用工程技术领域中实用性强、应用范围广的有限元法进行了数值模拟分析，并提出了以主从关系进行节点位移耦合的方法，解决了有限元计算中焊缝模拟困难的问题；依据AAR机务标准第七章《新造货车的疲劳设计》中提供的典型焊接接头S-N曲线试验数据和相应货车的载荷谱，应用Miner线性累积损伤理论，对该结构进行了疲劳寿命分析，解决了焊缝疲劳分析的复杂工程难题；为分析研究大秦线80吨级重载货车整体心盘座早期裂纹原因，制定改进方案并快速评估其有效性和运用可靠性奠定了重要技术基础。 为验证理论分析的准确性，对大秦线80吨级重载货车整体心盘座结构进行了静强度试验、动应力测试及室内疲劳试验，通过理论分析和试验验证，证明了所采用的可靠性分析原理及方法是正确、有效的；得出了焊缝细部设计不当、焊缝端头应力集中以及2万吨重载组合列车纵向交变载荷增大三个因素共同作用导致整体心盘座过早裂纹的重要结论；同时提出了切实可行的新造货车结构改进方案和既有货车焊修方案，并对既有故障车在施焊前的运用安全性进行了预测，为快速解决整体心盘座裂纹问题和后续结构改进提供了科学依据；更重要的是从可靠性理论的观点，阐明了在轻量化结构新型货车快速发展的今天，货车静强度设计评价准则存在较大的局限性，应采用静强度和疲劳强度共同评价的方法，尽快完善新型货车结构强度考核标准。