本文是根据参加中国特检院“大型储罐安全评价技术研究”工作内容，针对大型储罐典型失效模式之一的角焊缝开裂，研究了大型储罐角焊缝焊趾表面裂纹应力强度因子的建模计算方法和安全评价方法。为得到储罐角焊缝焊趾部位精确的应力场，建立了2D罐底板-地基接触模型和3DLINK10双线性弹性约束模型等4种有限元模型进行对比计算，在此基础上提出3D简化约束模型用于变参数裂纹的应力强度因子计算。计算采用1/4节点奇异单元法建立平板表面半椭圆裂纹模型。提出一种混合网格扩展法对裂纹奇异单元模型进行扩展并详细地介绍了该方法的实现过程。和逐节点建模方法相比该方法降低了建模的工作量，而且可以实现和复杂整体模型的连接。通过和经验公式计算结果对比验证了有限元模型的正确性。采用混合网格扩展法建立储罐角焊缝焊趾表面半椭圆裂纹模型。考虑液压和罐体自重，采用3D简化约束模型计算得到储罐应力分布进而计算角焊缝焊趾裂纹的应力强度因子。重点讨论了a/c，a/t，Lw/t和θ对角焊缝焊趾裂纹应力强度因子的影响。计算结果表明储罐角焊缝焊趾裂纹应力强度因子值随裂纹前沿节点角度呈U型分布，在表面点取得最大。随着a/c和a/t的增加，表面点的应力强度因子值增大而最深点值呈下降趋势。这与储罐角焊缝焊趾位置径向应力沿厚度方向的变化规律相符。和纯拉伸状态平板T型连接焊趾裂纹应力强度因子计算结果比较，储罐角焊缝焊趾表面裂纹在表面点和最深点应力强度因子值的变化梯度相差比较大。针对一大型储罐角焊缝焊趾裂纹的检出实例，采用GB19624《在役含缺陷压力容器安全评定》通用失效评定图FAD方法进行安全评价,判定裂纹缺陷是否启裂。本文提出的储罐角焊缝裂纹有限元建模方法计算得到的应力强度因子数据可用于通用FAD法中应力强度因子比Kr的计算，是有限元法计算复杂结构表面应力强度因子应用于工程实际裂纹安全评价的实践。